A lacraia-do-mar bebê pode dar um soco nocauteador com apenas 9 dias de vida

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Vista lateral de uma larva de lacraia-do-mar com 11 dias. (Jacob Harrison)

Traduzido por Julio Batista
Original de Nicoletta Lanese para a Live Science

As lacraias-do-mar possuem um apêndice com mola que pode socar e perfurar a água com uma força explosiva – e seus bebês podem começar a socar apenas nove dias após nascerem.

Em um novo estudo, publicado quinta-feira (29 de abril) no Journal of Experimental Biology, os cientistas estudaram larvas de lacraias-do-mar-filipina (Gonodactylaceus falcatus) coletadas originalmente em Oahu, Havaí.

A equipe também criou algumas das mesmas espécies a partir de ovos, monitorando cuidadosamente seu desenvolvimento ao longo do tempo e, em seguida, dando um zoom em seu apêndice socador sob o microscópio.

O apêndice, chamado apêndice raptorial, funciona de forma semelhante a um arco e flecha, em que a ponta do apêndice é puxada para trás, “encaixada” contra um mecanismo semelhante a uma mola e, em seguida, liberada de forma repentina pela energia elástica, disse autor principal Jacob Harrison, um estudante de graduação no programa de biologia da Universidade Duke (EUA).

“Embora tenhamos uma compreensão muito boa de como ele funciona nos adultos… não tínhamos um conhecimento sólido de como ele se desenvolve”, disse Harrison ao Live Science.

Agora, em um estudo “extremamente completo e cuidadosamente controlado”, Harrison e sua equipe começaram a desvendar o mistério de quando uma lacraia-do-mar começa a meter a porrada como uma pugilista rápida como um raio, disse Roy Caldwell, professor de biologia integrativa na Universidade da Califórnia, Berkeley (EUA), que não esteve envolvido no estudo.

No vídeo vemos uma lacraia-do-mar larval socando em 20.000 quadros por segundo. (Créditos: The Company of Biologists, Harrison et al., J. Exp. Biol., 2021)

E, além disso, uma vez que a lacraia-do-mar larval tem cascas transparentes, “o que há de novo neste estudo é que a transparência do aparelho raptorial permite que eles vejam em detalhes exatamente o que está acontecendo”, disse Caldwell.

“Isso não foi possível olhando para adultos”, cujo exoesqueleto é opaco, disse ele.

Mais lento do que o esperado, mas ainda impressionante

Quando a lacraia-do-mar adulta desencadeia uma enxurrada de ataques, as pontas de seus apêndices podem perfura a água a cerca de 80 km/h, de acordo com a National Geographic.

Mas um modelo matemático, publicado em 2018 na revista Science, deu a entender que a lacraia-do-mar bebê pode dar socos ainda mais rápidos do que os adultos, supondo que comece a lutar boxe em tenra idade.

Este modelo, desenvolvido no mesmo laboratório em que Harrison trabalha, embasou um zoom no mecanismo de mola usado pela lacraia-do-mar para dar golpes fatais.

“Vemos esses mecanismos em toda a biologia”, desde sapos saltadores e insetos até águas-vivas que disparam cápsulas cheias de veneno em suas presas, observou Harrison.

O modelo sugeriu que esses mecanismos acionados por mola geralmente deveriam se tornar menos eficientes em escalas maiores e, portanto, molas menores com menos massa deveriam gerar maior aceleração quando soltas.

Outro modelo que focou especificamente na lacraia-do-mar revelou um resultado semelhante, indicando que espécies maiores de lacraias-do-mar atacam mais lentamente do que espécies menores, relataram pesquisadores em 2016 no Journal of Experimental Biology.

Harrison e sua equipe queriam ver se esses modelos se sustentavam em larvas de lacraia-do-mar, já que, é claro, elas são menores do que as adultas de sua espécie. Então, a equipe procurou por lacraias-do-mar minúsculas e translúcidas no Havaí na calada da noite.

“Se você for para um lugar onde possa encontrar uma lacraia-do-mar adulta, bastaria enfiar uma luz na água, e a lacraia-do-mar viria como uma mariposa para uma lâmpada”, disse Harrison. Dito isso, larvas de caranguejos, camarões e peixes também migram para a luz e são apanhados nos mesmos baldes que a lacraia-do-mar; então aí está o desafio.

Essas larvas de lacraias-do-mar que nadam livremente pelas águas amadureceram o suficiente para sair da toca em que eclodiram, de modo que tendiam a ter pelo menos 9 a 14 dias de idade no momento da captura, observou Harrison.

Para coletar dados sobre lacraias-do-mar ainda mais jovens, Harrison também coletou uma ninhada de ovos de uma fêmea de G. falcatus encontrada no Wailupe Beach Park. Os ovos eclodiram na estrada a caminho da Universidade Duke, mas a equipe ainda conseguiu criar a pequena lacraia-do-mar por 28 dias em seu laboratório.

Com a lacraia-do-mar em mãos, a equipe observou cuidadosamente como as larvas se desenvolveram ao longo do tempo. As larvas de G. falcatus eram conhecidas anteriormente por progredir através de seis estágios larvais, cada um marcado pela muda da larva em seu exoesqueleto. A equipe descobriu que, no primeiro e no segundo estágio larval, as larvas se amontoavam no fundo do tanque; no terceiro estágio, elas começaram a nadar, mas não deram nenhum soco.

Mas no quarto estágio, por volta dos dias 9 a 14, “as larvas começaram a atacar e ‘agitar’ seus apêndices raptoriais enquanto nadavam na água”, escreveram os autores em seu relatório.

Nesse ponto, os apêndices raptoriais estavam totalmente formados e se assemelhavam muito aos de um adulto, em termos de estrutura, e as larvas também começaram a comer as larvas de artêmia que a equipe fornecia. Cada larva media aproximadamente o tamanho de um grão de arroz nesta conjuntura.

A equipe gravou um vídeo em alta velocidade e alta resolução dos ataques da lacraia-do-mar larval mais velha que eles pegaram do oceano, para ver como elas lançam seus apêndices através da água. Isso exigia colocar as larvas do tamanho de arroz em uma plataforma customizada e protegê-las com cola, para que ficassem enquadradas e focadas.

A filmagem permitiu que a equipe não apenas examinasse a velocidade e a mecânica de cada golpe, mas também observasse como os elementos do mecanismo da mola deslizavam para frente e para trás sob o exoesqueleto transparente.

“O que descobrimos foi que elas podiam produzir acelerações e velocidades realmente altas em relação ao tamanho de seu corpo”, disse Harrison.

Essas métricas medem especificamente a rapidez com que os apêndices das larvas podem fazer a transição da imobilidade para o ataque, portanto, a esse respeito, as larvas estavam “quase no mesmo nível de muitas espécies adultas”, disse ele.

No entanto, em termos de velocidade geral, os ataques de larvas viajaram apenas cerca de 1,4 km/h – uma ordem de magnitude mais lenta do que os ataques de adultos.

“A descoberta que foi um pouco surpreendente foi que a velocidade do ataque é menor do que a que vemos em adultos”, disse Caldwell.

Essa diferença de velocidade pode estar relacionada aos materiais reais que compõem a mola, disse ele; talvez a própria mola ou “trava” que engata o apêndice no lugar difira na lacraia-do-mar larval e na adulta, limitando a quantidade de energia elástica que as larvas podem desenvolver.

A água ao redor da lacraia-do-mar também pode afetar sua velocidade de ataque, sugeriu Harrison.

Para pequeninas criaturas marinhas, como as larvas, a água parece bastante viscosa, mais como melaço do que como a sentimos, disse ele. Pode ser que, à medida que as lacraias-do-mar amadurecem, elas superem melhor a viscosidade da água e executem golpes mais rápidos.

E apesar de serem mais lentas do que os adultos, as larvas ainda davam socos cinco a 10 vezes mais rápidos do que as velocidades de natação relatadas de organismos de tamanhos semelhantes e mais de 150 vezes mais rápido do que as artêmias, seus lanchinhos favoritos, podem nadar, escreveram os autores.

Evolutivamente, pode não haver muita pressão para que as larvas aumentem sua velocidade de ataque antes de atingir a maturidade, disse Caldwell.

O estudo também é limitado porque a equipe coletou apenas vídeos de ataques defensivos, provocados por irritar as larvas com um palito, observou Caldwell. “Sabemos que, em adultos, existe uma capacidade considerável de modular a força do golpe dependendo de pra quê ele está sendo usado”, seja para defesa, captura ou perfuração de uma presa, disse ele. Portanto, a velocidade do golpe pode variar um pouco, dependendo de sua finalidade.

Olhando para o futuro, Harrison e sua equipe planejam investigar quais fatores limitam a velocidade de ataque das lacraias-do-mar larvais, bem como quando a lacraia-do-mar supera essa limitação durante o desenvolvimento, disse ele. Eles também querem examinar se o apêndice raptorial se desenvolve de forma semelhante em centenas de espécies de lacraias-do-mar, acrescentou. 

“Os estomatópodes larvais”, outro termo para lacraias-do-mar, “são basicamente uma caixa preta, sabemos muito pouco sobre eles”, observou Caldwell. “Quase tudo feito em estomatópodes larvais é novo e interessante… Eles literalmente só viram a ponta do iceberg em termos de olhar para a morfologia.”