Esses lagartos conseguem respirar debaixo d'água
Em um estudo publicado no periódico Current Biology (1), um time de biólogos evolucionários da Universidade de Toronto, Canadá, mostraram que várias espécies de lagartos do gênero Anolis são capazes de respirar debaixo d'água com a ajuda de uma película (plastrom) de ar estabilizada sobre a pele na região nasal que repetidamente infla e esvazia a partir do ar exalado e re-inspirado. O processo, nesse sentido, reaproveita o ar inicialmente inspirado e preso no plastrom antes da entrada na água, impedindo-o de escapar como bolhas. Análises filogenéticas subsequentes indicaram que essa habilidade provavelmente é um traço adaptativo e que evoluiu múltiplas vezes no gênero Anolis.
Respiração ar-baseada limita o uso de ambientes aquáticos por animais primariamente terrestres. Para superar esse desafio, é bem conhecido que artrópodes mergulhadores evoluíram para respirar sem reemergir na superfície usando ar preso entre suas cutículas e água ao redor. A famosa mosca-alcalina inclusive evoluiu pelos superhidrofóbicos no sentido de criar um verdadeiro "traje de bolha" tanto para se proteger de águas ricas em bicarbonato de sódio quanto para respirar (!).
(!) Para mais informações: Essa mosca usa um traje de bolha para mergulhar no perigoso Mono Lago
Lagartos do gênero Anolis são um diverso grupo de répteis encontrados ao longo das regiões tropicais das Américas. Alguns lagartos desse grupo são especialistas na exploração de ambientes neotropicais com fluxos de água, com as espécies semi-aquáticas frequentemente mergulhando sob a água para evitar predadores e para a busca por alimentos, onde podem permanecer submersos por até 18 minutos.
No novo estudo, os pesquisadores descobriram algo antes nunca observado entre vertebrados terrestres: várias espécies semi-aquáticas de Anolis, quando submersas, repetidamente expiram e re-inspiram dentro de uma bolha de ar nasal, uma habilidade que os pesquisadores apelidaram de "re-respiração subaquática". Através de uma série de experimentos observacionais com 20 espécies de Anolis, semi-aquáticas ou não, eles encontraram que sustentada re-respiração subaquática ocorria em pelo menos um indivíduo em grande parte dessas espécies (12/20), enquanto que essa habilidade só foi observada na maioria dos indivíduos em quatro espécies, todas semi-aquáticas. Entre as espécies semi-aquáticas, tanto re-respiração ocasional quanto re-respiração sustentada foi observada ser significativamente mais frequente do que entre as espécies não-aquáticas.
A estabilização da bolha de ar re-respiratória inflando e esvaziando é possível por causa da pele hidrofóbica e enrugada desses lagartos, suportando a manutenção de um fino plastrom de ar ao redor do corpo desses animais. O lagarto re-respira ao expirar ar dos pulmões para esse plastrom, criando uma bolha localmente expandida de ar, e então re-inspira esse ar.
Para testar se o ar re-respirado está de fato envolvido em respiração gás-baseada, os pesquisadores usaram um microssensor associado a uma fina fibra para obter medidas em tempo real da pressão parcial de oxigênio (pO2) diretamente das bolhas de ar estabilizadas produzidas pelas espécies semi-aquáticas de Anolis. Medidas de pO2 também foram feitas em um aparato de controle inanimado. Os resultados confirmaram que a concentração de oxigênio na bolha de re-respiração diminuía gradativamente à medida que a re-respiração progredia, algo não observado no controle. No vídeo abaixo, é possível ver na terceira parte (espécie Anolis maculigula) como as medidas de oxigênio foram realizadas - os flashes de luz vermelha visível dentro da bolha de re-respiração é a ponta da fina fibra de uma sonda de oxigênio.
O mais interessante é que os pesquisadores notaram que os padrões de declínio de pO2 eram sutilmente atenuados em vários dos testes, sugerindo que as bolhas de re-respiração atuavam também como "guelras físicas", retirando pequenas quantidades de oxigênio dissolvido na água ao redor e potencialmente aumentando o tempo de permanência do lagarto submerso.
Em análises subsequentes, os pesquisadores observaram um fenótipo regular de re-respiração em cinco linhagens filogeneticamente independentes de anolinos semi-aquáticos, mas que em anolinos não-aquáticos apenas re-respiração rudimentar estava presente, fortemente sugerindo que essa diferença é provavelmente adaptativa, evoluindo de propriedades hidrofóbicas na pele desses animais (co-funcionalização fenotípica) que facilitam o comportamento de re-respiração subaquática.
Muitas espécies de lagartos mergulham em resposta a ameaças, e algumas toleram extrema hipoxia antes de reemergirem na presença de um predador percebido, esgotando reservas de glicogênio e potencialmente comprometendo a performance de escapes futuros. Outras espécies frequentemente reemergem para respirarem e então mergulham de novo na presença de um predador, apesar do claro risco nessa estratégia. Nesse sentido, anolinos subaquáticos podem usar a re-respiração para permanecerem por um maior tempo submergidos sem comprometerem a capacidade física do corpo e sem risco de alertar predadores terrestres fora da água. De fato, em experimentos laboratoriais, os autores do novo estudo reportaram que anolinos semi-aquáticos permaneciam considerável maior tempo dentro da água do que anolinos não-aquáticos.
- Continua após o anúncio -
Assim, re-respiração ar baseada pode otimizar a performance de mergulho desses répteis ao incorporar espaços mortos de ar da cavidade bucal e também do plastrom para dentro dos pulmões, facilitando a eliminação de dióxido de carbono (difusão da bolha para a água induzida pelo aumento de pCO2), ou permitindo a assimilação de oxigênio molecular (O2) da água ao redor para a bolha (ex.: mecanismo de "guelra física", extensivamente observado em artrópodes).
(1) Publicação do estudo: https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)00575-3
Reviewed by Saber Atualizado
on
maio 14, 2021
Rating:
