Uma equipa de investigação internacional liderada por cientistas no Canadá revelou uma possível explicação para uma das características mais invulgares do desenvolvimento das cobras: a razão pela qual os embriões se torcem em espirais apertadas antes de eclodirem. Esse comportamento enrolado parece ajudar as cobras a acomodar os corpos excepcionalmente longos que as distinguem de todos os outros vertebrados.
Conclusão, publicada em biologia atualsugerem que a espiral se forma quando o corpo do feto se alonga rapidamente enquanto o intestino atua como uma corda. Essa obstrução física faz com que o corpo em crescimento se dobre e se torça em uma espiral direita.
“É como quando você ajusta o comprimento de uma tira e a parte longa e flexível do laço fica torcida”, explica o autor sênior e líder da equipe, Dr. Tetsuto Miyashita, biólogo evolucionista do Museu Canadense da Natureza.
Por que as espirais são formadas na natureza?
A descoberta acrescenta embriões de cobra a uma longa lista de estruturas espirais que ocorrem naturalmente e que os cientistas ainda estão trabalhando para compreender.
“As espirais têm um toque de mistério e estamos apenas a começar a compreender como estas formas surgem nos animais, como o nosso intestino em espiral, as conchas dos caracóis e agora estes lindos embriões de cobra enrolados”, diz a autora principal Alexandra Weber, agora estudante de pós-graduação em zoologia na Universidade da Colúmbia Britânica.
Miyashita diz: “Esses quebra-cabeças despertam nossa curiosidade. Afinal, as formas espirais da natureza inspiraram criações humanas que vão desde macarrão rotini a postes de barbeiro ou até mesmo a representação bíblica da ‘Torre de Babel’.”
O projeto em si surgiu de uma circunstância incomum. Durante o bloqueio da COVID em 2020, Miyashita estava trabalhando em casa e procurava uma questão de pesquisa que seus alunos pudessem investigar sem acesso a laboratórios ou coleções de museus.
“Então a lâmpada acendeu. Eu herdei do meu orientador de doutorado o fascínio pelas estranhezas nas formas dos animais. Então, sempre que via fotos de embriões de cobra em jornais, me perguntava se eles eram destros ou canhotos em suas bobinas. “
Essa questão se tornou a base do estudo.
Mais de 900 embriões de cobra foram examinados
Miyashita pediu a Weber, que então estava na Universidade de Carleton, junto com dois estudantes de pós-graduação da Universidade de Ottawa, que pesquisassem pesquisas publicadas e bancos de dados de museus em busca de fotografias de cobras em desenvolvimento.
“Obtivemos imagens de mais de 900 embriões de 39 cobras e outras espécies de escamas sem membros. Esta é uma amostra estatisticamente robusta.”
Um padrão claro emergiu. Durante as primeiras semanas após a postura dos ovos, os embriões pareciam enrolar-se apenas no lado direito, isto é, quando vistos da cabeça à cauda.
“Nestas fases, os embriões não têm músculos para se moverem, por isso diferentes forças fazem com que se enrolem com a mão direita”, explica Weber. “Mas não sabíamos o que os levava a fazer isso.”
Como os embriões ainda não eram capazes de mover activamente os seus corpos para a posição, os investigadores suspeitaram que alguma característica física do seu desenvolvimento estava a causar a torção.
A tomografia computadorizada revela estrutura intestinal oculta
Uma pista importante veio do Dr. Raul Diaz, colega da California State University Los Angeles. Diaz usou imagens de tomografia computadorizada para examinar mais a anatomia dos embriões de cobra.
As varreduras revelaram um arranjo inesperado dentro do animal em desenvolvimento.
“A tomografia computadorizada de Raoul de um embrião de cobra revelou uma estrutura que nunca tínhamos visto antes – era uma coluna de intestino que se estendia através da espiral do corpo enrolado”, diz Miyashita. “Existe um intestino separado do resto do corpo, que é cercado por gavinhas de vasos sanguíneos provenientes da gema”.
Essa observação forneceu à equipe o mecanismo que procuravam.
Os embriões de cobra devem se alongar rapidamente para formar um corpo excepcionalmente longo, mas o intestino não cresce na mesma proporção. A incompatibilidade no desenvolvimento cria uma barreira mecânica que ajuda a forçar o corpo a entrar em espiral.
Miyashita explica: “Então eles cortaram o intestino de crescimento lento, que agora está comprimindo o corpo em alongamento. O corpo se contrai e se enrola.” “Essa força de enrolamento é direcionada para que o embrião cresça na direção oposta à gema. E a gema fica sempre no lado esquerdo do embrião, então o embrião sempre começará a enrolar no lado direito.”
Por que a hélice muda de direção mais tarde?
Os embriões não permanecem presos a esse arranjo destro durante todo o desenvolvimento. À medida que crescem, a gema fica menor e o embrião tem mais espaço para mudar de posição. Seus músculos também amadurecem, permitindo que comecem a andar por conta própria.
Weber diz: “Alguns viram para a direita, mas outros viram para a esquerda”. “Portanto, metade desses embriões são destros e a outra metade é canhota”.
Os resultados sugerem que a direção inicial do enrolamento é imposta pela anatomia do desenvolvimento e pelas forças físicas, e não pelo movimento muscular deliberado.
Para Miyashita, a descoberta também mostra como uma simples questão observacional pode levar a amplos insights biológicos.
Ele diz: “Os cientistas há muito são fascinados por como e por que as cobras desenvolveram suas estranhas formas corporais. Para responder a essa pergunta, eles mergulharam profundamente em pesquisas genéticas sofisticadas, examinando genes Hox, intensificadores e muito mais”. “Estas são descobertas importantes. Mas aqui, fora do bloqueio da COVID, desvendamos um mistério de cobra com uma abordagem surpreendentemente simples – basta percorrer um álbum de embriões de cobra e registar a forma como estão enrolados, e dar uma boa olhada na sua anatomia.”
Um novo modelo para espirais em biologia
Os investigadores acreditam que o mesmo modelo geral poderá eventualmente ajudar os cientistas a investigar outras estruturas em forma de espiral encontradas em organismos vivos.
Ele acrescentou: “Estamos agora abrindo a possibilidade de desenvolver ainda mais este modelo para explicar outras formas espirais na natureza”.
Weber concorda: “Tudo começou com a curiosidade de ver se as cobras tinham ‘mãos’. Foi emocionante acompanhar isto para uma compreensão mais profunda da sua evolução.”
A equipe de estudo inclui cientistas, estudantes e professores do Museu Canadense da Natureza, da Universidade da Colúmbia Britânica, da Universidade Carleton, da Universidade de Ottawa, da Universidade Estadual da Califórnia em Los Angeles e da Universidade de Helsinque.
