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quarta-feira, 26 de junho de 2024

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As cobras são construídas para evoluir em velocidades incríveis, e os cientistas não sabem ao certo por quê!

As cobras têm um relógio evolutivo que funciona muito mais rápido do que muitos outros grupos de animais, permitindo-lhes diversificar e evoluir em velocidades super rápidas, descobriram os pesquisadores.

Uma víbora dos cílios dos trópicos do Novo Mundo.

As cobras, como esta víbora dos cílios, parecem evoluir muito rapidamente, permitindo-lhes adaptar-se, diversificar-se e espalhar-se pelo mundo. (Crédito da imagem: Alejandro Arteaga, Fundação Khamai) 
 
 

As cobras têm um relógio evolutivo sobrecarregado que lhes permite adaptar-se a taxas muito mais rápidas do que outros répteis, descobriram os cientistas. Essa habilidade os ajudou a se tornarem “vencedores” evolutivos e a se espalharem por todo o planeta.

" As cobras são como a 'singularidade' do Big Bang na cosmologia - uma expansão dramática da diversidade nas espécies e suas ecologias, ligada a algum evento que pode ter ocorrido no início da história evolutiva das cobras", disse o autor principal Pascal Title , macroecologista evolucionista da Stony Brook University, em Nova York, disse em comunicado.

Em um novo estudo, publicado quinta-feira (22 de fevereiro) na revista Science , os pesquisadores investigaram o que torna os grupos de animais vencedores evolutivos – em particular, por que certos grupos são capazes de diversificar em mais espécies e parecer melhores em sobreviver a eventos como extinções em massa – o autor do estudo , Daniel Rabosky , especialista em biologia evolutiva da Universidade de Michigan, cuja pesquisa se concentra na macroevolução, disse ao WordsSideKick.com por e-mail.

Os cientistas analisaram os escamatos, a ordem dos répteis que inclui cobras e lagartos e inclui mais de 11.000 espécies. Neste grupo, as cobras, em particular, são amplamente diversas - as cerca de 4.000 espécies de cobras conhecidas variam de cobras marinhas venenosas , constritoras gigantes e cobras encapuzadas a pequenas cobras que escavam para se alimentar de formigas e cupins.

Relacionado: A maior cobra do mundo (e 9 outras serpentes gigantes)

Para descobrir por que as cobras são uma história de sucesso evolutivo, os pesquisadores realizaram um enorme estudo dos genomas de quase 1.000 cobras e lagartos. Eles também examinaram as preferências alimentares observando o conteúdo estomacal de mais de 60.000 espécimes de museu e observações de campo. Com esses dados, eles construíram uma árvore evolutiva abrangente de mudanças corporais e alimentares no grupo ao longo do tempo. Eles então usaram modelos matemáticos e estatísticos para observar como as cobras e os lagartos evoluíram.

Uma cobra ocidental de pescoço anelado ( Diadophis punctatus ), nativa do oeste dos EUA. Existem cerca de 4.000 espécies de cobras conhecidas na Terra. (Crédito da imagem: Alison Davis Rabosky, Universidade de Michigan)

Suas descobertas sugerem que as cobras passaram por diversas explosões evolutivas e evoluíram três vezes mais rápido que os lagartos, em termos de diversidade.  

Depois de provavelmente emergir pela primeira vez há cerca de 128 milhões de anos, houve uma enorme explosão em algum ponto entre essa época e 70 milhões de anos atrás, durante o período Cretáceo (145 milhões a 66 milhões de anos atrás), e outro grande impulso depois que os dinossauros foram extintos em o final do Cretáceo. 

Este rápido ritmo de evolução continua até hoje, mostram os modelos da equipe.

“Comparados aos lagartos, eles mudaram de forma relativamente rápida e continuaram a fazê-lo ao longo do tempo”, disse Rabosky. "Portanto, diríamos também que a contínua 'explosão evolutiva' das cobras ainda está em curso hoje e parece parcialmente impulsionada pelo fato de que a taxa de evolução - o seu 'relógio evolutivo', por assim dizer - está simplesmente correndo muito mais rápido do que muitos outros grupos de animais. Este relógio evolutivo acelerado é realmente importante porque permite que as cobras evoluam rapidamente novas características que podem aproveitar as oportunidades que surgem.

Cobra trepadeira verde ( Oxybelis fulgidus ) no Brasil — espécie que se adaptou para comer sapos, lagartos e pássaros. (Crédito da imagem: Ivan Prates, Universidade de Michigan) 
 

A flexibilidade evolutiva das cobras permite-lhes mudar a forma do corpo e a dieta “muito rapidamente”, disse ele. A “singularidade” inicial que levou ao sucesso das cobras parece ter começado com o desenvolvimento de corpos sem membros, crânios flexíveis e sistemas avançados de detecção de produtos químicos.

Estas mudanças permitiram-lhes atingir uma enorme variedade de presas, proporcionando a estrutura para que espécies individuais se desenvolvessem e se especializassem. Pesquisas anteriores publicadas em 2021 mostram que a diversidade em suas dietas explodiu após a extinção dos dinossauros, com as cobras evoluindo rapidamente em novas adaptações para tirar vantagem do novo mundo em que se encontravam – um mundo sem dinossauros no qual os mamíferos estavam começando a ganhar uma posição segura. .

Mas por que as cobras acabaram com um relógio evolutivo rápido ainda é um mistério. “Esta é a grande questão para nós”, disse Rabosky. "Ainda não podemos explicar isso... Mas essa é a natureza da ciência, certo? Normalmente, resolver um mistério anda de mãos dadas com o levantamento de novas questões que você precisa responder."

E as cobras provavelmente continuam a se adaptar e a evoluir em um tempo super rápido. “Isto é obviamente especulação, mas não vemos quaisquer sinais de que a rápida evolução das cobras esteja a abrandar”, disse Rabosky. “As cobras parecem continuar a desenvolver novos modos de vida e tenho todas as expectativas de que isso continuará no futuro.”

 

 

 

 

 

segunda-feira, 27 de maio de 2024

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Teoria da detecção de cobras: as cobras desempenharam um papel na evolução dos primatas?

Assim como os primatas, as cobras são um dos vertebrados mais exclusivos do planeta. Eles evoluíram para se adaptarem a diversas condições ambientais, ocupando vários nichos nos ecossistemas, em todo o mundo. A ofidiofobia, o medo psicológico de cobras, é um dos medos mais comuns que os humanos parecem desenvolver inatamente, muitas vezes sem nunca encontrar uma cobra. Acredita-se que as fobias comuns, especialmente aquelas que lidam com objetos reais, podem resultar de um instinto evolutivo profundamente arraigado.

Escrito por -Gabriel Stroup

A Teoria da Detecção de Cobras (SDT), uma hipótese abrangente dentro da teoria evolutiva, que consiste em numerosas sub-hipóteses, postula que muitas características dos primatas surgiram como resultados de interações com cobras predadoras, entre outras pressões evolutivas. A antropóloga Lynne Isbell (2006) apresentou uma linha do tempo hipotética e detalhada das mudanças evolutivas que podem ter ocorrido no clado antropoide dos mamíferos desde o seu início no Cretáceo, destacando o papel das cobras como predadoras ou outras fontes de perigo, que podem ter posteriormente influenciou a evolução dos primatas (Figura 1).

Figura 1 – Cascata hipotética de eventos evolutivos que ocorrem em primatas como resultado direto da associação com cobras.
Adaptado de Isabelle, 2006.

Na primatologia, o SDT é apoiado por muitos estudos que investigam reações de primatas não humanos a diferentes espécies de cobras; foi demonstrado que macacos da charneca, por exemplo, discriminam cobras locais e perigosas de cobras não locais e não perigosas, bem como discriminam constritores de cobras venenosas (Clara et al, 2021).

Figura 2 – Exemplo de imagem de cobra, utilizado por Kawai, 2016.

Além disso, estudos psicológicos demonstraram que os humanos têm um talento especial para identificar silhuetas de cobras muito mais rapidamente do que qualquer outro animal potencialmente perigoso (Kawai, 2016). Nesta experiência, os investigadores testaram alguns estudantes de graduação, apresentando imagens de vários animais que são inicialmente obscurecidos por ruído branco aleatório, mas depois gradualmente revelados através de 20 passos (ver Figura 2). Os resultados mostram que a maioria dos participantes conseguiu identificar corretamente a cobra entre as etapas 6 e 9, enquanto a maioria dos outros animais não foram identificados até as etapas 10 e posteriores.

Outros artigos desde a publicação de Isbell demonstraram amplamente apoio ao SDT. Na antropologia cultural, algumas das culturas humanas mais antigas que ainda existem no planeta, como os vários povos Agta das Filipinas, desenvolveram formas de detectar e prevenir mortes por cobras, particularmente por pítons reticulados, a espécie de cobra mais longa do mundo (Promontório e Greene, 2011). Essas grandes constritoras se assemelham mais às primeiras cobras com as quais os primeiros primatas teriam entrado em contato na pré-história. Numa escala mais ampla, as cobras têm sido temidas ou reverenciadas como símbolos mitológicos para várias ideias em muitas culturas humanas independentes ao longo do tempo.

Um estudo neurológico mostrou que os bebês humanos têm uma resposta cerebral inata a estímulos específicos de cobras, mesmo quando comparados a lagartas semelhantes a cobras, o que seria consistente com um instinto evolutivamente arraigado para identificar rapidamente um potencial predador de primatas (Bartels et al. , 2020). Outro estudo realizou três experimentos diferentes de rastreamento ocular, todos sugerindo cumulativamente que, em comparação com as aranhas, as cobras são facilmente identificadas em condições visuais desafiadoras (Saores et al, 2014).

A detecção de cobras também se manifesta na capacidade de identificar escamas de cobra, que são notavelmente únicas no reino animal. Um estudo mostrou que uma parte do cérebro humano, que está associada a respostas emocionais a estímulos, torna-se vastamente ativa quando confrontada com padrões que se assemelham a escamas de cobra, em comparação com padrões que se assemelham a escamas de lagarto ou plumagem de aves (Van Strien & Isbell, 2017. Veja a Figura 3).

Figura 3 – Uma coleção de imagens de exemplo semelhantes às usadas por Van Strien e Isbell (Adaptado da Figura 1, 2017).

Talvez devido à influência que as cobras potencialmente exerceram na fisiologia dos primatas, há evidências que sugerem que as cobras estão evoluindo para sobreviver contra ataques preventivos de primatas. Harris et al (2021) forneceram razões para suspeitar que o advento do veneno da cobra foi causado pelas interações mortais entre cobras e primatas afro-asiáticos; principalmente pelo fato de que esses primatas apresentam resistência ao veneno de cobra, o que não acontece com os prossímios. Isto apesar do veneno da cobra ter evoluído anteriormente através de pelo menos três linhagens distintas de cobra.

A entrega do veneno da cobra, evoluindo como uma forma de a cobra se defender à distância, é possivelmente resultado de primatas que inicialmente interagiram com a cobra à distância. Se corretos, esses pontos seriam evidências mais sólidas para sugerir que cobras e primatas passaram (e continuam a passar) por um processo coevolutivo único.

Apesar do crescente apoio ao SDT, ainda existem algumas questões válidas que ainda não foram exploradas exaustivamente. Coelho et al (2019) apresentaram algumas críticas e questionamentos justos à teoria. Algumas dessas críticas/questões foram abordadas em pesquisas posteriores, mas algumas ainda permanecem. Alguns exemplos são:

  • Numerosos grupos de animais desenvolveram diferentes formas de criar e distribuir veneno, que não são exclusivas das cobras, por isso faria sentido que os primatas desenvolvessem uma via generalizada para detectar tais espécies, porque a evolução de vias para cada grupo individual seria biologicamente dispendiosa e impraticável.
  • A hipótese da habituação seletiva postula que as presas começam com uma imagem geral de um predador, aparentemente sensível a muitos potenciais estímulos de predador, mas depois se aclimatam/habituam ao seu ambiente específico, aprendendo a distinguir pistas ambientais inofensivas de pistas úteis ou prejudiciais. Isto tornaria desnecessário que os primatas desenvolvessem formas de detectar cobras em particular e, em vez disso, fariam com que os primatas aprendessem a reconhecer todas as ameaças locais à sua área específica.

Também vale a pena mencionar que, apesar da prevalência da ofidiofobia, há também uma grande fração de primatas (humanos especificamente) que encontram alegria ao encontrar e interagir com cobras, e essa alegria ocorre em todas as culturas humanas tanto quanto ocorre o medo. Landová et al (2018) entrevistaram estudantes universitários no Azerbaijão e na República Checa sobre as suas atitudes e percepções sobre várias espécies de cobras que lhes foram apresentadas. Eles descobriram que ambos os grupos concordavam que as espécies que mais causavam medo (víboras em particular) eram também as mais bonitas. Estes resultados ocorreram mesmo quando o grupo do Azerbaijão tinha uma atitude mais negativa em relação às cobras em comparação com o grupo checo, e apesar de ambos os grupos terem formação educacional semelhante (ciências biológicas). Os investigadores concluem que deve haver tanto um medo generalizado como uma alegria generalizada das cobras através das fronteiras sociopolíticas (ver Figura 4).

Figura 4 – Gráfico que mostra uma forte concordância entre as respostas de medo em relação a certas espécies de cobras, de estudantes universitários no Azerbaijão (eixo Y) e na República Checa (eixo X). Adaptado da Figura 2 de Landová et al, 2018.

A Teoria da Detecção de Cobras é uma ideia fascinante que sugere que a relação coevolutiva entre primatas e cobras remonta aos primeiros tempos dos mamíferos. A SDT ajuda a explicar uma fobia muito comum, a capacidade inata dos primatas de distinguir cobras de outras espécies do reino animal e outras peculiaridades da experiência dos primatas. Estudos futuros serão necessários antes que o SDT seja totalmente aceito, mas, a partir de agora, há muitos motivos para ser levado a sério. Como guardião de cobras, até eu tenho breves momentos de medo quando vejo cobras venenosas online, ou mesmo quando vejo minhas próprias cobras explorando seu ambiente. Embora eu encoraje todos a serem educados sobre a biologia e o comportamento das cobras, também entendo que o medo de cobras pode ser um produto de milhões de anos de evolução dos primatas, o que pode ter contribuído para o nosso sucesso como espécie.

Bibliografia

Bertels, J., Bourguignon, M., de Heering, A. et al. As cobras provocam respostas neurais específicas no cérebro infantil humano. Sci Rep 10, 7443 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-63619-y

Harris, RJ, Nekaris, K.AI. & Fry, BG Macacos com veneno: um aumento da resistência às α-neurotoxinas apoia uma corrida armamentista evolutiva entre primatas afro-asiáticos e cobras simpátricas. BMC Biol 19, 253 (2021). https://doi.org/10.1186/s12915-021-01195-x

Headland, Thomas N. e Harry W. Greene. "Caçadores-coletores e outros primatas como presas, predadores e competidores de cobras." Anais da Academia Nacional de Ciências 108.52 (2011): E1470-E1474.

Hernández Tienda, Clara, et al. "Reação a cobras em macacos selvagens (Macaca maura)." Jornal Internacional de Primatologia 42 (2021): 528-532.

Isbell, Lynne A. "Cobras como agentes de mudança evolutiva em cérebros de primatas." Jornal da evolução humana 51.1 (2006): 1-35.

Kawai, Nobuyuki e Hongshen He. "Quebrando a camuflagem de cobra: os humanos detectam cobras com mais precisão do que outros animais em condições visuais menos discerníveis." PLoS One 11.10 (2016): e0164342.

Landová, Eva, et al. "Associação entre medo e avaliação da beleza de cobras: descobertas interculturais." Fronteiras em psicologia 9 (2018): 333.

Soares, Sandra C., et al. "A cobra escondida na grama: detecção superior de cobras em condições desafiadoras de atenção." PLoS um 9.12 (2014): e114724.

Van Strien, Jan W. e Lynne A. Isbell. "Escamas de cobra, exposição parcial e a teoria de detecção de cobra: um estudo de potenciais relacionados a eventos humanos." Relatórios Científicos 7.1 (2017): 46331.

Imagem da capa: (C) Gabriel Stroup, GigabyteSpyder Photography

sexta-feira, 20 de janeiro de 2023


 

Veja como uma mandíbula de Python pode caber em um cervo inteiro

A mandíbula desta píton tem um segredo elástico para se abrir de forma impressionante

Crédito: Hillary Kladke/Getty Images

As pítons birmanesas invasoras que rastejam pelos Everglades da Flórida comem quase tudo que conseguem com suas mandíbulas - e isso é muito. À medida que o número de cobras aumentou, as populações de pequenos mamíferos despencaram. Mas animais maiores também não são seguros; as pessoas viram essas pítons engolindo jacarés e veados de cauda branca inteiros. Como cobras com bocas de alguns centímetros de largura devoram algo tão grande?

Resposta: Eles abrem bem a boca, com a ajuda de algum poder de alongamento recém-medido. Um estudo recente mostra que as bocas das pítons birmanesas podem se estender quatro vezes mais do que seus crânios, criando uma boca aberta quatro a seis vezes maior do que a de uma cobra marrom de tamanho semelhante .

A maioria das cobras não pode morder e deve engolir a presa inteira. Para fazer isso, uma cobra típica abre a boca na articulação no meio da mandíbula e as duas metades da mandíbula inferior se abrem para os lados; a pele e o tecido intermediário esticam para acomodar a comida. A pele finalmente se recupera, mas “depois de engolir uma refeição muito grande, [seus queixos] ficam flácidos por um tempo”, diz Bruce Jayne, morfologista de vertebrados da Universidade de Cincinnati.

E algumas cobras podem abrir mais do que outras. Para um estudo em Biologia Organismal Integrativa , Jayne e seus colegas examinaram pítons birmanesas da Flórida e cobras marrons de Guam (onde as últimas são invasivas). Os pesquisadores fizeram medições anatômicas de cobras após a morte, depois esticaram as mandíbulas dos répteis com funis de tamanho crescente. Finalmente, os cientistas colocaram presas em potencial – incluindo crocodilos anestesiados – através dos funis e mediram restos de cervos recuperados de um estômago de píton.

O experimento mostrou o quão larga a boca de cada espécie pode chegar. O segredo da habilidade superior das pítons birmanesas? Estiramento extra nos tecidos entre os ossos da mandíbula. Cerca de 43% de sua capacidade de largura de fenda pode ser atribuída a esse tecido, em comparação com 17% para as cobras das árvores.

De acordo com Marion Segall, herpetologista do Museu de História Natural de Londres, que não participou do estudo, as duas cobras invasoras distantemente relacionadas fazem uma boa comparação porque cada uma delas evoluiu para capturar presas grandes em relação aos seus tamanhos. Trabalhos futuros explorarão quais propriedades tornam as mandíbulas das pítons tão flexíveis.

Só porque uma píton pode comer um cervo inteiro não significa que a carne de veado esteja frequentemente no cardápio. “A maioria [das cobras arborícolas e pítons] são oportunistas e capturam qualquer coisa que passe, [então] provavelmente não atacarão a presa maior”, diz Segall. Mas, para evitar essa oportunidade nos Everglades, até mesmo um grande cervo provavelmente deveria dormir com um olho aberto.

Direitos e permissões

quinta-feira, 29 de setembro de 2022

 

Cobras e lagartos perderam seus membros por caminhos evolutivos diferentes

Imagem: Miguel Trefaut Urbano Rodrigues/IB-USP

André Julião, da Agência FAPESP

Adaptado às dunas do rio São Francisco, no norte da Bahia, o pequeno lagarto Calyptommatus sinebrachiatus se destaca pela agilidade com que captura as presas e foge dos predadores. Curiosamente, é possível que essa habilidade se dê por uma característica não muito comum entre lagartos: ele não possui patas. A espécie pertence a um dos 26 grupos de animais que possuem membros reduzidos ou ausentes, entre eles o das serpentes.

Poderia-se imaginar que a perda dos membros ocorreu da mesma forma tanto nos lagartos como nas cobras, uma vez que esses grupos se diferenciaram cerca de 100 milhões de anos atrás. Porém, em artigo publicado na revista Cell Reports, pesquisadores da Alemanha e do Brasil mostram que a história é um tanto mais complexa.

“Em um trabalho anterior, em que analisamos apenas as serpentes, encontramos uma assinatura muito clara de mudanças genômicas associadas a genes envolvidos no desenvolvimento de membros. Nos lagartos, essa assinatura não é tão clara assim”, relata Juliana Gusson Roscito, coordenadora científica do Dresden-Concept Genome Center, na Alemanha, que liderou os dois estudos (leia mais em: agencia.fapesp.br/29482).

No trabalho mais recente, o grupo de pesquisadores sequenciou o genoma do C. sinebrachiatus e de outro lagarto sul-americano aparentado, porém com patas, o Tretioscincus oriximinensis.

A fim de encontrar diferenças que pudessem explicar a ausência de patas nos lagartos, os genomas foram alinhados com sequências completas de outro lagarto sem patas (o asiático Dopasia gracilis), além de cinco espécies de serpentes, sete lagartos com patas e, além disso, mamíferos, aves e peixes, representando os outros vertebrados.

“Em vez de focar a análise nos genes que controlam a formação dos membros – que estão todos presentes e intactos tanto nos lagartos sem membros quanto nas cobras – buscamos mudanças em regiões que regulam o padrão temporal ou espacial de expressão desses genes. Observamos que regiões regulatórias que são conservadas entre os vertebrados com membros sofreram várias mutações nas espécies sem membros. Essas regiões são vizinhas aos genes envolvidos com a formação dos membros, indicando que mudanças na regulação da expressão dos genes, e não os genes em si, podem estar associadas à perda dos membros nessas espécies”, explica Roscito.

Para a pesquisadora, foi interessante observar que diferentes mecanismos podem contribuir para a perda de membros. Nos lagartos, provavelmente, múltiplos caminhos evolutivos levaram a esse fenômeno.

Nas três linhagens de répteis sem membros analisadas, o conjunto de regiões regulatórias que sofreram mutações é relativamente diferente, indicando que não existe um único caminho evolutivo para a perda dos membros.

Tanto o trabalho atual como o anterior, sobre as serpentes, integram um projeto apoiado pela FAPESP no âmbito do Programa BIOTA e coordenado por Miguel Trefaut Urbano Rodrigues, professor do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP) e coautor do artigo.

Parte da pesquisa foi realizada durante o pós-doutorado de Roscito, no IB-USP, e em estágio de pesquisa que ela realizou no Instituto Max Planck de Biologia Molecular Celular e Genética, também em Dresden.

Diferenças

As análises genômicas das serpentes e dos lagartos revelaram três das 26 vezes em que os membros foram perdidos ou reduzidos durante a evolução da ordem Squamata, composta por esses dois grupos de répteis.

“Não se trata das mesmas regiões regulatórias. Nas serpentes, as mutações são bastante evidentes, uma vez que elas perderam os membros cerca de 100 milhões de anos atrás. É tempo suficiente para acumular muitas mutações no genoma. Nesses lagartos, que perderam os membros entre 30 e 40 milhões de anos, as alterações são mais ‘diluídas’, mostrando que não houve tempo evolutivo suficiente para um acúmulo de mutações que permitiria identificar o possível mecanismo molecular envolvido com a ausência de patas”, conta.

Ainda por cima, completa Roscito, as mutações não estavam predominantemente nas mesmas regiões dos genomas das serpentes. Os pesquisadores observaram que os elementos que regulam a ausência de membros são específicos de cada linhagem de réptil, mais um exemplo da chamada convergência evolutiva, quando características semelhantes podem ocorrer por caminhos evolutivos diferentes.

O artigo Convergent and lineage-specific genomic differences in limb regulatory elements in limbless reptile lineages está disponível em: www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)01795-2.

quarta-feira, 22 de junho de 2022


 

Devagar e sempre: lentidão foi decisiva na evolução de serpentes e lagartos

Lagartos e cobras da ordem "Squamata" parecem ter evoluído de forma lenta e consistente ao longo das eras, estratégia diferente de seus parentes "Rhynchocephalia".
Lagartos.

Lagartos jacarés são endêmicos da floresta Amazônica. Crédito: Catherine Read/Pixabay

A Terra fervilha de lagartos e cobras. Mais de 10.000 espécies desses répteis, da ordem Squamata, popularmente conhecidos como escamados, se adaptaram para prosperar em quase todos os continentes

Mas essa enorme variedade levou um longo tempo para se desenvolver, de acordo com Jorge Herrera-Flores, paleontólogo da Universidade de Bristol, e seus colegas. Em vez de tentarem novas adaptações o mais rápido possível, os escamados tiveram sucesso ao evoluírem em um ritmo bastante lento, explicam os pesquisadores — uma ideia que vai na contramão das teorias de como e por que a vida se diversifica.

Os cientistas mapearam a evolução dos escamados em um novo estudo publicado em Paleontology, que os compara com evasivos parentes reptilianos da ordem Rhynchocephalia. Hoje, apenas uma única espécie viva representa estes últimos — o tuatara (Sphenodon), endêmico da Nova Zelândia — mas existiam muitos outros no passado remoto. “Por muitas décadas, nos perguntamos sobre a verdadeira causa do declínio dos rincocéfalos”, explica Herrera-Flores.

A equipe observou um padrão estranho: as trajetórias evolutivas dos dois grupos estavam invertidas. Os escamados evoluíram seu tamanho corporal lentamente durante dois terços de sua existência — entre 240 e 80 milhões de anos atrás. Ao mesmo tempo, os rincocéfalos se ramificaram em uma profusão de tamanhos diferentes — até sua diversidade se extinguir. Até agora, parecia que rápidos surtos de experimentação evolutiva construíam uma capacidade de perdurar.

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Estudos anteriores de dois outros grupos de répteis, dinossauros e crocodilos, propuseram que uma rápida evolução inicial ajudou esses animais a superar competidores e dominar a paisagem. Por essa lógica, as rápidas variações dos rincocéfalos deveriam antecipar um sucesso maior. 

Em vez disso, sugerem Herrera-Flores e colegas, a evolução acelerada pode criar um tipo de volatilidade que conduz à extinção. O ritmo evolutivo mais lento dos escamados resultou em uma história estável, seguida de posterior explosão de diversidade, quando os parentes dos tuataras estavam em declínio.

Répteis não estão sozinhos nessa estratégia de “devagar e sempre”. Embora modernos peixes ósseos sejam muito diversos hoje, um estudo descobriu que no passado eles não eram tão variados como os holocênicos — parentes pré-históricos dos gars e dos peixes da família Polyodontidae da atualidade. Esses estudos sugerem que diversificar com rapidez para ocupar mais nichos nem sempre é um caminho para o sucesso de longo prazo. Diferentemente de seus primos, a linhagem do tuatara também evoluiu muito mais lentamente. Hoje, ele é um “fóssil vivo” de uma primeva explosão evolutiva fracassada.

Riley Black

Publicado originalmente na edição de abril de 2022 da Scientific American Brasil; aqui em 16/06/2022.

quarta-feira, 8 de junho de 2022

 

Seis curiosidades sobre a sucuri-verde, a famosa cobra da novela Pantanal

Ela pode atingir até sete metros e pesar mais de 130kg, mas há relatos de que já foram avistadas sucuris maiores


Publicado em: 31/05/2022

A novela Pantanal, que vai ao ar na TV aberta nas noites de segunda a sábado vem chamando a atenção pelas incríveis transformações dos personagens em animais. Uma das mais famosas é a transformação do Velho do Rio em sucuri. Na ficção, ele age como protetor do Pantanal.

Que tal conhecer seis curiosidades sobre esse animal fantástico?

1. Sucuri e anaconda são a mesma serpente

A sucuri-verde, espécie que aparece na novela, é conhecida mundialmente como "anaconda”. Nomes populares podem variar entre regiões diferentes e causar certa confusão, mas tanto o nome popular “sucuri” quanto “anaconda” referem-se às serpentes do gênero Eunectes.

2. Quatro espécies diferentes

O gênero das sucuris possui poucas espécies se comparado a outros gêneros de cobras típicas do território brasileiro. São quatro: Eunectes murinus (sucuri-verde), Eunectes notaeus (sucuri-amarela), Eunectes beniensis (sucuri-de-beni) e Eunectes deschauenseei (sucuri-malhada). Dentre essas espécies, a única que nunca foi observada no Brasil é a sucuri-de-beni. A mais comum, maior e estudada pela ciência é justamente a sucuri-verde, a Eunectes murinus.

3. Uma das maiores cobras do mundo

Todas as espécies de sucuris são robustas e consideradas de grande porte, mas a sucuri-verde em especial é considerada a maior serpente em volume corpóreo do mundo. E em comprimento ela só perde para a píton-reticulada (Malayopython reticulatus), que habita o sudeste asiático.

Ela pode atingir até sete metros e pesar mais de 130kg, mas animais com mais de cinco metros são raros de serem encontrados. Há relatos polêmicos de pessoas que viram sucuris com mais de 10 metros – o que gera discussão entre a comunidade cientifica e a população até hoje.

4. Amante de água

As sucuris são conhecidas por seus hábitos semiaquáticos. Elas são geralmente encontradas em região de rios, brejos e pântanos da América do Sul, de água rasa coberta por vegetação. Considerada uma ótima nadadora, desloca-se de forma rápida na água. Mas essa velocidade não se aplica à terra firme onde desloca-se muito mais lentamente.

5. É uma grande predadora, mas... também é caçada

Conhecida por constringir suas presas, a sucuri não é peçonhenta, apesar de ter uma mordida dolorida. Ela é 100% carnívora: geralmente ela caça por espreita próximo à beira da água, e quando tem uma oportunidade, dá um bote, enrola seu corpo musculoso ao redor da presa e aperta suas vítimas até a morte. Essas serpentes têm uma dieta generalista e fazem parte de seu cardápio: mamíferos, aves, répteis e peixes.

Mas a sucuri não reina sozinha nas águas: elas também são presas de algumas espécies de jacaré, de onças e até mesmo de outras sucuris. Seu pior predador, porém, é o homem. Além de matar diretamente a serpente, ele causa a destruição de seu habitat, levando a uma diminuição do número de presas disponíveis e à redução da área de vida dessas gigantes.

6. Imensidão de filhotes

Devido ao seu grande tamanho, a sucuri pode ter uma quantidade grande de filhotes na comparação com outras espécies. Grandes sucuris-verdes podem produzir ninhadas com mais de 70 filhotes. Por ser uma espécie vivípara, as pequenas cobrinhas nascem completamente desenvolvidas após a gestação e são totalmente independentes da mãe.

segunda-feira, 6 de junho de 2022

 

Estudo revela evidências de que bactérias podem viver em venenos de cobras e aranhas

cobra venenosa
Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain

Uma pesquisa recém-publicada liderada pela Northumbria University mostra que, ao contrário do que se acredita, o veneno de cobras e aranhas é na verdade povoado de micróbios, incluindo bactérias que podem causar infecção em pessoas que sofreram uma mordida.

Por décadas, os cientistas pensaram que o  animal é um ambiente totalmente estéril devido ao fato de estar cheio de substâncias antimicrobianas – materiais que podem matar bactérias.

No entanto, novas evidências científicas de pesquisas lideradas pelo professor associado de ciências celulares e moleculares da Northumbria University, Sterghios Moschos, e o biólogo de veneno Steve Trim, fundador e CSO da empresa de biotecnologia Venomtech, mostraram que esse não é o caso.

O trabalho, publicado hoje na revista científica Microbiology Spectrum , demonstra como os microrganismos são adaptáveis. O estudo fornece fortes evidências genéticas e culturais de que as bactérias podem não apenas sobreviver nas glândulas de veneno de várias espécies de cobras e aranhas, mas também podem sofrer mutações para resistir ao líquido notoriamente tóxico que é o veneno.

As descobertas também sugerem que as vítimas de mordidas de animais venenosos podem, portanto, também precisar ser tratadas para infecções, não apenas antiveneno para combater as toxinas depositadas através da mordida.

Desafiando o dogma da esterilidade do veneno

Procurando preencher uma lacuna na pesquisa, Dr. Moschos e colegas investigaram o veneno de cinco  . "Descobrimos que todas  que testamos tinham DNA bacteriano em seu veneno", explicou o Dr. Moschos.

"As ferramentas de diagnóstico comuns falharam em identificar essas bactérias corretamente - se você estivesse infectado com elas, um médico acabaria lhe dando os antibióticos errados, potencialmente piorando as coisas.

"Quando sequenciamos seu DNA, identificamos claramente as bactérias e descobrimos que elas sofreram mutações para resistir ao veneno. Isso é extraordinário porque o veneno é como um coquetel de antibióticos, e é tão denso com eles que você pensaria que a bactéria não resistiria. uma chance. Eles não apenas tiveram uma chance, eles fizeram isso duas vezes, usando os mesmos mecanismos", acrescentou o Dr. Moschos.

"Também testamos diretamente a resistência de Enterococcus faecalis, uma das espécies de bactéria que encontramos no veneno de cobras cuspideiras, ao próprio veneno e comparamos com um isolado hospitalar clássico: o isolado hospitalar não tolerou o veneno em todos, mas nossos dois isolados cresceram alegremente nas maiores concentrações de veneno que pudemos jogar neles."

Implicações para o tratamento clínico

2,7 milhões de lesões relacionadas a mordidas venenosas ocorrem anualmente, predominantemente na África, Ásia e América Latina. Destes, acredita-se que 75% das vítimas desenvolverão infecções em tecidos danificados por toxinas de veneno, sendo a bactéria Enterococcus faecalis uma causa comum de doença.

Anteriormente, pensava-se que essas infecções eram uma consequência de ter uma  da mordida, em oposição às bactérias causadoras de infecções que vieram do próprio veneno.

Os pesquisadores dizem que seu estudo mostra a necessidade de os médicos considerarem o tratamento de vítimas de picada de cobra não apenas para destruição de tecidos, mas também para infecção, o mais rápido possível.

Steve Trim, da Venomtech, acrescentou: "Ao explorar os mecanismos de resistência que ajudam essas  sobreviver, podemos encontrar maneiras inteiramente novas de atacar  , potencialmente através da engenharia de peptídeos de veneno antimicrobianos".


Explorar mais

Vídeo: O chem-hiss-try do veneno de cobra

domingo, 23 de fevereiro de 2020

Onde estão as serpentes brasileiras

Atlas recolhe informações sobre as áreas de ocorrência de todas as espécies registradas no país, mapeia biodiversidade e detecta regiões prioritárias para novos inventários
Philodryas arnaldoi existe apenas em matas de araucárias
Cristiano Nogueira / USP
De cor laranja-avermelhada e tamanho modesto (não passa de 50 centímetros), a serpente da espécie Phalotris lativittatus é naturalmente rara e de distribuição geográfica bastante restrita. Como se não bastasse, sua incidência no estado de São Paulo, onde é endêmica (só existe ali), vem diminuindo cada vez mais devido à perda de hábitat em remanescentes do Cerrado paulista – fragmentado e degradado nas últimas décadas pelo avanço das cidades, da agricultura e da pecuária. Estima-se que a área de ocorrência da serpente seja um pouco maior que 2 mil quilômetros quadrados (km²), agravando sua situação de espécie quase ameaçada de extinção na lista vermelha da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN).

Phalotris lativittatus é uma das 412 espécies registradas no Atlas de serpentes brasileiras, publicado na forma de artigo científico em edição especial da revista South American Journal of Herpetology, de dezembro de 2019

Com 274 páginas e assinado por 32 pesquisadores, a maioria do Brasil, o trabalho descreve em detalhe a distribuição geográfica de todas as espécies de serpentes encontradas até agora no país, com base em mais de 163 mil exemplares preservados desde o século XVIII em 140 coleções biológicas de universidades e museus de história natural e coleções biológicas do Brasil e do mundo.

“Foram aproximadamente nove anos organizando e georreferenciando uma síntese de informações produzidas ao longo de muitas décadas sobre uma das faunas de serpentes mais ricas do planeta”, diz o biólogo Cristiano Nogueira, pesquisador do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP) e coordenador do trabalho. Por trás da publicação está uma base de dados que reúne todos os registros conhecidos e validados das espécies em todo o continente sul-americano, e pode servir como ferramenta para novos estudos em biogeografia e biodiversidade. “O atlas reúne um esforço inigualável de amostragem feito por gerações de pesquisadores e instituições”, observa Nogueira.

Resultados preliminares, divulgados em 2015 por Pesquisa FAPESP, já indicavam que algumas espécies haviam perdido até 80% da área de floresta ou campos que ocupavam três décadas antes. Agora, com o mapeamento concluído, é possível ter uma visão mais abrangente e atual do problema, afirma o biólogo, ressaltando que os mapas localizam detalhadamente onde estão as serpentes nos diversos biomas brasileiros.

A maior parte das espécies tem distribuição restrita no país e no continente sul-americano. São localizadas em poucos pontos dentro de zonas relativamente pequenas, como a já mencionada Phalotris lativittatus ou Philodryas arnaldoi, endêmica das florestas de araucária. As espécies de distribuição restrita, diz Nogueira, são as mais sensíveis aos impactos humanos – é mais fácil provocar a extinção de um animal que existe apenas em uma área pequena.
A campestre Philodryas livida vem perdendo espaço para a agricultura mecanizadaCristiano Nogueira / USP.

Uma serpente que vem perdendo hábitat é Erythrolamprus carajasensis, endêmica da parte sul da Amazônia, por onde passa o chamado arco do desmatamento, região da floresta amazônica que sofre mais com queimadas e invasões. Outra é a corre-campo Philodryas livida, uma espécie que vive apenas em regiões de topos de planalto onde a vegetação se limita a capins, ervas e árvores muito esparsas, nos chamados campos limpos ou campos sujos do Cerrado brasileiro. É o tipo de território que vem sendo amplamente utilizado pela agricultura mecanizada para a produção de milho e soja, por exemplo.

“Observando os mapas vemos que Philodryas livida era encontrada em São Paulo, mas hoje não há mais registro no estado”, diz o biólogo Otavio Marques, do Laboratório de Ecologia e Evolução do Instituto Butantan, em São Paulo, e coautor do Atlas de serpentes. “Os únicos encontros recentes estão no Parque Nacional das Emas, em Goiás, evidenciando a importância das unidades de conservação integral no país”, completa. Segundo ele, a extinção de um animal desses não representa prejuízo apenas do ponto de vista da biodiversidade. “Perde-se a chance de pesquisar seu potencial uso no tratamento de doenças”, explica Marques, lembrando que um importante fármaco usado contra hipertensão arterial, o Captopril, foi desenvolvido a partir do veneno da jararaca (Bothrops jararaca).

Em outros casos, a perda de vegetação nativa pode favorecer a distribuição de algumas espécies, como a cascavel [Crotalus durissus], cuja distribuição se estende por áreas abertas e ensolaradas de todo o país. “Trata-se de uma espécie intolerante à umidade”, observa Marques. Assim, no mapa fica evidente a quase total ausência de registros na Amazônia. Com a diminuição das áreas de florestas e o impacto das mudanças climáticas, ela tem expandido sua distribuição geográfica pelo país, especialmente nas regiões Sul e Sudeste. “O interior de São Paulo, onde havia muita mata, está cheio de cascavel”, sublinha.

Para Cristiano Nogueira, os mapas de distribuição apresentados no atlas servem como subsídio científico para a conservação de serpentes, além de abastecer com novos dados estudos evolutivos que buscam entender como diferentes espécies de serpentes vivem no país. 

Ele afirma que a publicação do atlas é uma forma de reduzir o que os biogeógrafos chamam de déficit Wallaceano, uma lacuna de conhecimento sobre onde estão distribuídas as espécies. 

O nome é uma forma de homenagear o naturalista britânico Alfred Russel Wallace, que iniciou os estudos sobre distribuição das espécies da fauna ainda no século XIX e é por isso considerado o pai da biogeografia, ciência que estuda a distribuição dos seres vivos. “Em pleno século XXI, com as imagens de satélite, temos ótimos mapas de hidrografia, relevo, tipos de vegetação, porém poucos bons mapas de distribuição de espécies”, acrescenta.

Exemplo de como o atlas pode suscitar novos questionamentos e descobertas é o caso de Micrurus ibiboboca, uma cobra-coral comumente referida como típica da Caatinga. “Chamou a atenção o animal ter sido identificado tanto em áreas de mata fechada no litoral do Nordeste brasileiro como no interior, em áreas abertas de Caatinga ou Cerrado”, explica Marques. “Poderíamos supor que se trata de uma espécie versátil, adaptada a diferentes ambientes, mas tudo leva a crer que as informações taxonômicas estão imprecisas e, na verdade, as serpentes registradas no litoral e na Caatinga pertencem a espécies distintas”, sugere ele, lembrando que novos estudos são necessários para testar a hipótese.
Xenodon merremii, a boipeva, pode ser encontrada por todo o BrasilCristiano Nogueira / USP

Áreas preciosas
 
Outra contribuição do atlas é determinar o grau de endemismo nos diferentes biomas brasileiros. De acordo com o levantamento, 163 espécies catalogadas são exclusivamente brasileiras, ou seja, 39% das encontradas. “Nosso estudo detecta concentrações de endemismo em diferentes zonas do território brasileiro, algumas delas até então pouco estudadas”, afirma Nogueira. Uma das mais conhecidas é a porção sul da Mata Atlântica, até seu ponto de contato com as pastagens de araucárias e o Pampa, no Sul do país. Na parte norte da Mata Atlântica, englobando as regiões central e sudeste da Bahia, já quase fazendo contato com a Caatinga, também há muitas serpentes endêmicas.

No Nordeste do país, pelo menos duas áreas de Caatinga apresentam altos níveis de endemismo: a depressão do médio rio São Francisco e áreas de altitude mais elevada no Ceará. Já no Cerrado, destacam-se as cabeceiras da bacia do Tocantins – incluindo a região do Jalapão e da serra da Mesa –, o planalto da serra do Roncador, no nordeste de Mato Grosso, e um grande conjunto de áreas de endemismo na porção oeste do domínio, próximo ao Chaco e Pantanal. Na Amazônia, o endemismo se concentra na parte norte, do leste de Belém até áreas próximas das Guianas, incluindo os estados do Amapá e Roraima e a fronteira com a Colômbia. “Todas essas áreas inspiram cuidados e requerem iniciativas de conservação direcionadas, uma vez que abrigam espécies que não ocorrem em outros lugares”, salienta Nogueira.

De modo geral, poucas espécies ocorrem amplamente em todo o país. Uma delas é a boipeva (Xenodon merremii), uma serpente agressiva, embora não venenosa, encontrada dos pampas no Sul do país até as savanas na Amazônia, passando por Mata Atlântica, Cerrado, Pantanal e Caatinga. Os pesquisadores observaram que é comum encontrar maior diversidade perto de centros urbanos: leste do estado de São Paulo, sul da Bahia, Região Metropolitana de Belém, no Pará, sudoeste de Mato Grosso e oeste de Mato Grosso do Sul. Em São Paulo, foram registradas quase 40 espécies. Já em Belém, são mais de 80.

De acordo com Marques, essas áreas apresentam a maior riqueza (número de espécies) e diversidade filogenética (número de linhagens) de serpentes, talvez por causa da variedade de formas de vegetação e de relevo. Além disso, são nessas áreas urbanas onde houve mais coletas. “Também são lugares com mais espécies descritas, porque estão próximas a centros de pesquisa como o Instituto Butantan”, diz Marques.

“Isso indica que precisamos concentrar novas amostragens em regiões mais distantes, fora das imediações dos centros urbanos, longe dos locais mais acessíveis, para obter melhores dados e otimizar os esforços”, sugere. “Temos agora um mapa para direcionar a busca por conhecimento, por novas espécies e novos registros de distribuição”, conclui.

Projetos
 
1. Origem e evolução das serpentes e a sua diversificação na região neotropical: Uma abordagem multidisciplinar (nº 11/50206-9); Modalidade Projeto Temático; Programa Biota; Pesquisador responsável Hussam El Dine Zaher (USP); Investimento R$ 4.928.500,61.

2. Biogeografia, biodiversidade e conservação de répteis Squamata cisandinos (nº 15/20215-7); Modalidade Jovem Pesquisador; Pesquisador responsável Cristiano de Campos Nogueira (USP); Investimento R$ 630.298,27.

3. Estrutura de taxocenoses de anfíbios, répteis e pequenos mamíferos no Cerrado: O papel de fatores locais e regionais (nº 15/21259-8); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Marcio Roberto Costa Martins (USP); Investimento R$ 144.757,41.

4. Efeitos de alterações de hábitat sobre comunidades de anfíbios e répteis Squamata: Subsídios para programas de manejo, avaliações de risco de extinção e planos de ação de conservação (nº 18/14091-1); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Marcio Roberto Costa Martins (USP); Investimento R$ 184.274,90.

5. Novas abordagens de ecologia e conservação: Diversidade filogenética e funcional de anfíbios e serpentes da Mata Atlântica brasileira (nº 14/23677-9); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Ricardo Jannini Sawaya (UFABC); Investimento R$ 167.681,18.

Artigo científico
 
NOGUEIRA, C. C. et al. Atlas of Brazilian snakes: Verified point-locality maps to mitigate the Wallacean shortfall in a megadiverse snake fauna. South American Journal of Herpetology. v. 14, esp. 1, p. 1-274. 31 dez. 2019.