Como as jibóias respiram enquanto espremem a vida de suas presas

Quando enrolada em torno de um lagarto ou estrangulando qualquer outra presa, uma jibóia não sufoca sua presa. Em vez disso, a cobra espreme a infeliz vítima até a morte, cortando a circulação sanguínea do alvo. Mas os cientistas muitas vezes se perguntaram como as próprias cobras evitam sufocar durante o processo. De alguma forma, as jiboias são capazes de continuar respirando, mesmo quando seus próprios pulmões estão fortemente espremidos durante a constrição e incapazes de obter ar normalmente. Agora, um estudo publicado no Journal of Experimental Biology descobriu os segredos da respiração da jibóia.

Nele, os pesquisadores mostram como as serpentes adaptáveis mudam para um estilo diferente de respiração, usando as partes traseiras de seus longos pulmões e corpos para manter o oxigênio fluindo, mesmo enquanto pressionam mortalmente suas vítimas. Os autores teorizam que as incríveis adaptações respiratórias das jiboias podem ter evoluído muito atrás em sua história e permitiram que elas adotassem mais tarde seu método eficaz de subjugar e devorar presas.

Quando não estão contraindo as presas, as jibóias respiram pelos movimentos de suas costelas, expandindo e contraindo os músculos ao redor como um acordeão para encher seus pulmões e exalar novamente. Essa respiração normalmente ocorre perto da frente da cobra, ao redor de seu coração. Mas as cobras usam essa mesma parte do corpo e costelas para espremer a vida de uma presa, e quando espremem tais alvos, essa parte do corpo da cobra é incapaz de se mover ou fornecer oxigênio como de costume.

Os cientistas testemunharam os corpos das cobras se movendo de maneiras variadas durante a caça e a alimentação e se perguntaram o que exatamente estava acontecendo.

- "Observando os animais se contraírem, vimos que eles estavam respirando com regiões diferentes de quando estavam descansando, usando essas regiões mais atrás do corpo, então construímos um experimento para separar isso", disse o ecologista John Capano, da Universidade de Brown, em Providence, Rhode Island, coautor do novo estudo.

Capano diz que os cientistas ficaram intrigados por anos com os pulmões muito longos das cobras e as adaptações respiratórias que eles permitiam, especialmente porque uma parte do pulmão traseiro é uma bolsa semelhante a um balão sem vasos sanguíneos suficientes para ser eficaz no fornecimento de oxigênio à corrente sanguínea. Seu grupo suspeitava que as cobras eram capazes de alternar quais partes da caixa torácica e dos pulmões costumavam respirar, dependendo se estavam descansando, espremendo a vida de um lagarto ou digerindo uma refeição enorme.

Para descobrir como as cobras conseguiam, o grupo usou alguns métodos próprios de constrição. Os pesquisadores aplicaram manguitos de pressão arterial nas costelas das jiboias para impedi-las de respirar com certas seções da caixa torácica em um determinado momento.

- "Criamos um cenário para imitar o que aconteceu com a constrição, apenas impedindo que a caixa torácica pudesse se expandir mais e recriando o que vimos fazendo ao se contrair e comer em um ambiente natural", explicou Capano.

A equipe então reuniu dois tipos de dados para obter uma imagem completa das habilidades respiratórias das cobras. Eles usaram raios-X para visualizar como as costelas das cobras se moviam durante a respiração. Eles também colocaram eletrodos nas cobras para registrar a atividade elétrica dos músculos se e quando eles fossem estimulados pelos nervos.

O grupo descobriu que os músculos das costelas na frente do animal simplesmente pararam de funcionar quando contraídos, apenas para começar a disparar nas outras áreas da cobra mais atrás. Enquanto uma cobra estava contraindo uma vítima para interromper seu fluxo sanguíneo e incapaz de usar as partes dianteiras de suas costelas, elas realmente mudaram para usar a seção traseira de seus pulmões. Usando as costelas traseiras para bombear o recurso semelhante a um saco como um fole, a cobra puxava oxigênio através da área constrita e isso permitia que o animal respirasse mesmo quando enrolado firmemente em torno de sua presa.

Michael W. Caldwell, biólogo evolucionário e especialista em cobras não envolvido no estudo, diz que a respiração pode ser um problema real para muitas cobras enquanto elas comem grandes refeições.

- "No caso de compressão muscular tão severa, parece impossível evitar não desligar a ventilação pulmonar ao mesmo tempo", disse Caldwell, da Universidade de Alberta. Por outro lado, como a constrição exige muito tempo e esforço, não surpreende que as cobras tenham desenvolvido uma maneira de manter a respiração durante o trabalho, observa Caldwell.

- "O estudo descobriu vários novos recursos da ventilação pulmonar que eram desconhecidos, mas fazem todo o sentido."

As jibóias mal- humoradas não necessariamente gostaram de contribuir para o experimento e sua oposição na verdade trabalhou a favor da equipe.

- "Elas ficaram na defensiva, e havia grandes ataques de assobios para tentar me afastar delas", disse Capano. - "Nós estávamos dizendo, 'isso é tão legal!' porque elas estão tão cheios de ar quando sibilam, seu corpo inteiro se enche, então estávamos recebendo as respirações mais maciças que poderíamos gravar."

Durante os primeiros dias de transição para a vida em terra, muitas espécies desenvolveram uma respiração baseada no peito que depende do movimento das costelas para respirar. Com o tempo, porém, alguns desenvolveram outras soluções. Os mamíferos desenvolveram um diafragma para diminuir a importância de suas costelas na respiração porque as costelas também são fundamentais para a estabilidade durante a corrida: é difícil correr e respirar bem ao mesmo tempo em que as costelas estão envolvidas na condução da respiração.

Lagartos ainda lidam com esse problema. Eles usam suas costelas para respirar e para ajudar a estabilizá-los durante a corrida, e quanto mais rápido eles correm, mais sua respiração fica comprometida.

As cobras não correm, mas Capano e colegas suspeitam que, ao longo da longa história da evolução das cobras, a capacidade das jiboias de usar diferentes seções de sua caixa torácica, para poder respirar com diferentes partes de seus pulmões, provavelmente evoluiu para ajudá-las e, mais tarde, permitindo a sua capacidade de contrair presas como meio de alimentação.

- "Eu realmente gosto da hipótese de que a modularidade na ventilação pulmonar pode não ter sido apenas uma inovação inicial na evolução das cobras, mas uma 'necessária' antes da evolução da constrição como meio de subjugar a presa", escreveu Caldwell.

Capano observa que alguns aspectos desconhecidos da respiração da jibóia precisam ser desvendados.

- "Não temos ideia se elas podem ou não respirar e se mover ao mesmo tempo", disse ele. Se os hábitos respiratórios flexíveis das cobras as ajudam a espremer as presas, elas também podem ajudá-las a cobrir o terreno. - "Suas costelas estão envolvidas na locomoção portanto, sua capacidade de mudar para onde respiram ao longo do corpo pode ajudá-las a contornar o problema de respirar e se mover ao mesmo tempo."

E embora a pesquisa esteja atualmente restrita a uma única espécie, é possível que a capacidade de respiração das jibóias também ajude as cobras não constritivas a resolver outros problemas, como respirar com o intestino cheio de uma refeição maciça. As víboras, por exemplo, também têm pulmões incrivelmente longos, compreendendo de 70 a 80% do comprimento do corpo, e também comem presas enormes que enchem todo o corpo e comprimem os pulmões.

É possível que essas cobras também mudem para respirar com diferentes partes de seus corpos, permitindo-lhes digerir refeições que fatalmente sufocariam predadores menos adaptáveis que mordessem mais do que podiam mastigar.