Reiser et al., PNAS 2021 via The New York Times
Reiser et al., PNAS 2021 via The New York Times

A física superficial das cobras

Imagens aproximadas da pele de cobras ajudaram cientistas a descobrir o que pode possibilitar algumas delas a deslizar por superfícies arenosas

Asher Elbein, The New York Times - Life/Style

06 de abril de 2021 | 05h00

Quando se trata de deslizar, a maioria das cobras o faz da mesma maneira: sempre em frente. Mas para as cobras que vivem nos desertos, a locomoção pode ser um desafio.

“Como descobrimos ao tentar nos mover sobre a areia numa praia ou em outros lugares, é difícil se locomover nesses materiais que cedem embaixo de você, conforme você avança”, disse Jennifer Rieser, professora de física da Emory University em Atlanta.

É por isso que as cascavéis deslizam para os lados. Embora algumas cobras possam se mover lateralmente sob certas condições, disse Rieser, as cascavéis – nome comum de um grupo de três víboras aparentadas que vivem nos desertos da África, Oriente Médio e América do Norte – transformaram essa forma de movimento em arte. A cascavel-chifruda, por exemplo, pode viajar a velocidades de 28 km/h, o que faz dela a cobra mais rápida do mundo.

Agora, um novo estudo de Rieser e seus colegas pode ter descoberto seu segredo: escamas cheias de pequenas covas, em vez dos minúsculos espinhos encontrados no lado de baixo das outras cobras. Sua pesquisa foi publicada no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences.

A microestrutura da barriga das cobras é muito importante para a maneira como elas se movem, disse Rieser, porque é assim que os animais sem membros interagem com o solo. Para examinar a microestrutura das cascavéis, sua equipe usou um microscópio atômico para escanear peles de cobra naturalmente descartadas, fornecidas por instituições como o Zoológico de Atlanta. Os pesquisadores então construíram modelos matemáticos para testar como as estruturas funcionariam sob diferentes tipos de atrito.

Embora pareçam lisas a olho nu, as escamas da barriga da maioria das cobras têm espinhos microscópicos que são orientados da cabeça à cauda. Isso cria um atrito entre o corpo da cobra e o solo, disse Rieser, o que as ajuda a avançar deslizando a partir de um movimento da cabeça.

Cobras de uma ampla variedade de habitats e funções ecológicas – incluindo parentes próximos das cascavéis, como a cobra-covinha ou a cascavel-diamante – têm esses espinhos proeminentes em suas barrigas.

Mas as espécies de cascavel reduziram ou eliminaram esses espinhos, trocando-os por escamas que são marcadas por covas microscópicas as quais podem se mover em qualquer direção específica. Rieser sugere que é porque o atrito direcional dificulta o movimento num ambiente sem atrito: “Imagine uma cobra tentando se mover em linóleo ou seda”.

Em vez disso, as cascavéis dependem de levantar grandes pedaços do corpo no ar à medida que se movem. Escamas que criam forte atrito direcional, disse Rieser, se dão muito mal nesse tipo de movimento. Mas se o atrito da escama for uniforme em todas as direções, isso deixa o movimento lateral significativamente mais fácil.

A víbora com chifres do Saara e a víbora do deserto do Namibe – que são parentes próximas – têm na barriga escamas com covas uniformes e sem espinhos. Mas as cascavéis, que vem de um ramo diferente da árvore genealógica das víboras, ainda têm alguns espinhos de barriga vestigiais, além das covas.

Uma possível explicação para a diferença é que os desertos do sudoeste da América do Norte têm apenas 15 mil a 20 mil anos, e os desertos do norte da África têm de 7 a 10 milhões de anos.

“Então, talvez tenha havido menos tempo para as cascavéis americanas desenvolverem estruturas que possam ajudar neste tipo de movimento”, disse Rieser.

Embora a hipótese da equipe sobre a função precisa das cavidades microscópicas exija um estudo adicional, a perda ou redução dos espinhos na barriga de cascavéis com parentesco distante sugere que essas mudanças são uma adaptação direta ao movimento lateral, sugerem os pesquisadores.

“Dado que o movimento é tão crucial para a sobrevivência, é razoável pensar que isso é parte da razão pela qual a mudança ocorreu”, disse Rieser / TRADUÇÃO DE RENATO PRELORENTZOU

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