Os cavalos-marinhos têm um ‘golpe’ insanamente poderoso que os permite sugar a comida rapidamente

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Os cavalos-marinhos têm um ‘golpe’ insanamente poderoso que os permite sugar a comida rapidamente

Já sabemos que os cavalos-marinhos estão entre as criaturas mais fofas e únicas do oceano, e agora os cientistas descobriram mais sobre uma maneira inteligente e incomum de comer.

Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv, em Israel, e do Instituto de Tecnologia de Rochester, nos Estados Unidos, calcularam o poder necessário da anatomia especializada que os peixes de focinho estranho usam para atrair uma presa.

Os cavalos-marinhos usam dois tendões semelhantes a molas para sugar rapidamente a água e inclinar a cabeça para capturar a presa em um movimento rápido. O poderoso ‘golpe’ permite que os animais absorvam água a uma taxa cerca de oito vezes maior do que conseguiriam com esforço muscular sozinho.

“[D] duas massas são aceleradas simultaneamente pelo mesmo sistema (ou seja, a cabeça que balança para cima e a água sugada para dentro da boca)”, explicam os pesquisadores em seu artigo publicado.

Portanto, embora sejam pequenos e lentos, os cavalos-marinhos podem engolir rapidamente sua comida e bebida (útil porque se alimentam com frequência), deixando mais tempo para outras atividades dos cavalos-marinhos.

Os cavalos-marinhos (Hippocampus sp.) são membros da família dos peixes de mandíbula fundida Syngnathidae, que também inclui personagens legais como dragões-marinhos-folhosos (Phycodurus) e peixes-cachimbo (Phyllopteryx). Os singnatídeos pegam suas presas girando seus longos focinhos para cima, usando um tendão elástico que conecta um músculo do pescoço à parte traseira do crânio.

A pesquisa mostrou que alguns animais, como pulgas e formigas-mandíbulas, são super rápidos em pular ou pegar presas porque desenvolveram um mecanismo especial chamado sistema LaMSA (latch-mediated spring-actuated).

O sistema LaMSA usa músculos fortes para alongar uma parte elástica, que fica travada no lugar até a hora de liberá-la toda de uma vez. Essa liberação repentina dá ao animal muita força para fazer movimentos extra-rápidos. Embora o LaMSA seja encontrado principalmente em insetos e outros animais sem espinha dorsal, alguns peixes desenvolveram um sistema semelhante.

Os cavalos-marinhos têm um sistema de ligação de quatro barras que ajuda a transmitir energia para suas cabeças. Ao contrário de outros sistemas LaMSA, uma das barras do sistema do cavalo-marinho não é rígida. Em vez disso, é composto de um osso e um complexo tendão-músculo que, de acordo com pesquisas anteriores, pode armazenar energia elástica.

Os cientistas sabiam que os cavalos-marinhos são eficientes na captura de presas esquivas porque geram fluxos de sucção muito mais rápidos do que os de outros peixes. Esses fluxos devem ser produzidos durante a rotação da cabeça para evitar que a presa escape, e a equipe de pesquisa previu que a energia elástica armazenada no sistema LaMSA do cavalo-marinho pode estar envolvida.

Mas não estava claro como esse mecanismo permitia que o fluxo de sucção e a elevação da cabeça ocorressem simultaneamente.

O zoólogo Roi Holzman, da Universidade de Tel Aviv, em Israel, e colegas nos EUA investigaram esse mistério iluminando a pele semitranslúcida de um cavalo-marinho enquanto ele se alimentava, e eles localizaram um segundo tendão abaixo do queixo que poderia dar força extra à mandíbula.

“Conseguimos realmente ver que o tendão se contrai, o que significa que ele pode armazenar energia elástica”, disse Holzman a Corryn Wetzel, da New Scientist.

“Isso é legal porque, até agora, não conhecíamos nenhum mecanismo elástico de armazenamento de energia que servisse a dois propósitos”.

Em alguns peixes, apenas um tipo de tendão alimenta o sistema LaMSA (mostrado na linha superior). Nos cavalos-marinhos, um complexo músculo-tendão de mola dupla (mostrado na linha inferior) pode armazenar energia para criar uma sucção mais forte para a alimentação. (Avidan et al., Proceedings B, 2023)

Isso significa que o sistema LaMSA do cavalo-marinho é alimentado por dois tendões, que trabalham juntos para acelerar a rotação da cabeça e aumentar a sucção do fluido na frente da boca.

Holzman e a equipe visualizaram o fluxo de água e usaram modelagem hidrodinâmica para determinar a potência líquida necessária para acelerar os fluxos de alimentação por sucção de 13 espécies diferentes de peixes.

O poder de sucção de um cavalo-marinho é aproximadamente três vezes maior que o de qualquer músculo vertebrado, resultando em fluxos de sucção aproximadamente oito vezes mais rápidos do que peixes de tamanho semelhante.

Mecanismo de alimentação de cavalos-marinhos

Testes adicionais também revelaram que os tendões, ambos elásticos, se contraem rapidamente para liberar cerca de 72% da força necessária para acelerar a entrada de água na boca.

Esses resultados fornecem aos cientistas novas informações sobre o tamanho, a função e o design dos sistemas LaMSA e mostram como os cavalos-marinhos desenvolveram adaptações para ajudá-los a comer com mais eficiência.

“Tenho certeza de que eles têm algumas outras inovações malucas que não encontramos”, disse Holzman à New Scientist.


Publicado em 30/04/2023 13h18

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