Mamíferos no Menu: Diversidade alimentar de cobras explodiu após extinção em massa há 66 milhões de anos

As cobras modernas evoluíram de ancestrais que viveram lado a lado com os dinossauros e que provavelmente se alimentavam principalmente de insetos e lagartos.

Com informações de Archaeology News Network.

Uma amostra da diversidade de cobras. No sentido horário, a partir do canto superior esquerdo: boa do arco-íris (Epicrates cenchria), crédito da imagem Pascal Title, Museu de Zoologia da UM; Cobra-arbórea da bacia amazônica (Imantodes lentiferus), crédito da imagem Pascal Title, Museu de Zoologia da UM; cobra verme ocidental (Carphophis vermis), crédito da imagem Alison Rabosky, Museu de Zoologia da UM; pitviper florestal de duas listras (Bothrops bilineatus), crédito de imagem Dan Rabosky, Museu de Zoologia da UM; cobra papagaio (Leptophis ahaetulla), crédito de imagem Ivan Prates, Museu de Zoologia da UM; e anaconda verde (Eunectes murinus), crédito da imagem Dan Rabosky, Museu de Zoologia da UM. Essas espécies apresentam uma variabilidade considerável em suas dietas, desde predadores generalistas em vertebrados (boa arco-íris, sucuri) a espécies que se especializam em lagartos adormecidos (cobra arbórea), minhocas (cobra minhoca),

Um asteróide com quilômetros de largura exterminou quase todos os dinossauros e cerca de três quartos das espécies vegetais e animais do planeta há 66 milhões de anos, preparando o cenário para a espetacular diversificação de mamíferos e pássaros que se seguiu no início da Era Cenozóica.

Um novo estudo da Universidade de Michigan mostra que as primeiras cobras capitalizaram essa oportunidade ecológica e a miscelânea que ela apresentava, evoluindo rápida e repetidamente com novas adaptações dietéticas e preferências de presas.

O estudo, que combina evidências genéticas com informações ecológicas extraídas de espécimes preservados de museus, está programado para publicação online na revista PLOS Biology.

“Encontramos um grande surto de diversificação da dieta das cobras após a extinção dos dinossauros – as espécies estavam evoluindo rapidamente e adquirindo a capacidade de comer novos tipos de presas”, disse o autor principal do estudo, Michael Grundler, que fez o trabalho de sua tese de doutorado na U.M. e que agora é pesquisador de pós-doutorado na UCLA.

Mamíferos e pássaros, que também se diversificaram com a extinção, começaram a aparecer na dieta das cobras naquela época. Também surgiram dietas especializadas, como cobras que se alimentam apenas de lesmas ou caramujos, ou cobras que comem apenas ovos de lagarto.

Explosões semelhantes de diversificação alimentar também foram vistas quando as cobras chegaram a novos lugares, como quando colonizaram o Novo Mundo.

“O que isso sugere é que as cobras estão aproveitando as oportunidades nos ecossistemas”, disse o biólogo evolucionário da UM e co-autor do estudo Daniel Rabosky, que foi conselheiro de doutorado de Grundler. “Às vezes, essas oportunidades são criadas por extinções e às vezes são causadas por uma antiga cobra se dispersando em uma nova massa de terra.”

Essas mudanças transformacionais repetidas na ecologia alimentar foram importantes impulsionadores do que os biólogos evolucionistas chamam de radiação adaptativa, o desenvolvimento de uma variedade de novas formas adaptadas a diferentes habitats e modos de vida, de acordo com Grundler e Rabosky.

Raio-X de uma cobra-do-mar (Hydrophis annandalei) mostrando uma presa (peixe) dentro de seu estômago.  O crânio do peixe é visível dentro da caixa torácica da cobra no centro à direita da imagem. Espécime de cobra do Museu de Zoologia da UM [Crédito: Jenna Crowe-Riddell / Randy Singer, Museu de Zoologia da Universidade de Michigan]

As cobras modernas são impressionantemente diversificadas, com mais de 3.700 espécies em todo o mundo. E eles exibem uma variedade impressionante de dietas, desde pequenas cobras que se alimentam de invertebrados, como formigas e minhocas, até constritores gigantes, como jibóias e pítons, que comem mamíferos do tamanho de antílopes.

Então, como répteis sem pernas que não podem mastigar se tornaram predadores tão importantes na terra e no mar? Para descobrir, Grundler e Rabosky primeiro reuniram um conjunto de dados sobre as dietas de 882 espécies de cobras dos dias modernos.

O conjunto de dados inclui mais de 34.000 observações diretas de dietas de cobras, de relatos publicados de encontros de cientistas com cobras no campo e da análise do conteúdo estomacal de espécimes de museu preservados. Muitos desses espécimes vieram do Museu de Zoologia da UM, lar da segunda maior coleção de répteis e anfíbios do mundo.

Todas as espécies que vivem hoje descendem de outras espécies que viveram no passado. Mas, como os fósseis de cobras são raros, a observação direta dos ancestrais das cobras modernas – e as relações evolutivas entre eles – é quase sempre oculta.

No entanto, essas relações são preservadas no DNA de cobras vivas. Os biólogos podem extrair essa informação genética e usá-la para construir árvores genealógicas, que os biólogos chamam de filogenias.

Grundler e Rabosky fundiram seu conjunto de dados dietéticos com dados filogenéticos de cobras publicados anteriormente em um novo modelo matemático que lhes permitiu inferir como eram as espécies de cobras extintas há muito tempo.

“Você pode pensar que seria impossível saber coisas sobre espécies que viveram há muito tempo e para as quais não temos informações fósseis”, disse Rabosky, professor associado do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da UM e curador associado do Museu de Zoologia.

“Mas desde que tenhamos informações sobre as relações evolutivas e dados sobre as espécies que agora estão vivas, podemos usar esses modelos sofisticados para estimar como eram seus ancestrais antigos.”

A tomografia computadorizada de uma cobra com olhos de gato (Leptodeira septentrionalis) revela uma rã (esqueleto azul) em seu trato digestivo. Espécime de cobra do Museu de Zoologia da UM [Crédito: Ramon Nagesan, Museu de Zoologia da Universidade de Michigan]

Além de mostrar uma grande explosão de diversificação da dieta das cobras após a morte dos dinossauros no que é conhecido como a extinção em massa do K-Pg, o novo estudo revelou mudanças explosivas na dieta semelhantes quando grupos de cobras colonizaram novos locais.

Por exemplo, algumas das taxas mais rápidas de mudança na dieta – incluindo um aumento de cerca de 200% para uma subfamília – ocorreram quando a superfamília de cobras Colubroidea chegou ao Novo Mundo.

Os colubroides são responsáveis ​​pela maior parte da atual diversidade de cobras do mundo, com representantes encontrados em todos os continentes, exceto na Antártica. Eles incluem todas as cobras venenosas e a maioria das outras cobras familiares; o grupo não inclui jibóias, pítons e várias cobras obscuras, como cobras cegas e cobras tubulares.

Grundler e Rabosky também descobriram uma enorme variabilidade na rapidez com que as cobras desenvolvem novas dietas. Alguns grupos, como as cobras cegas, evoluíram mais lentamente e mantiveram dietas semelhantes – principalmente formigas e larvas de cupins – por dezenas de milhões de anos.

No outro extremo estão as cobras Dipsadidae, uma grande subfamília de cobras colubroides que inclui mais de 700 espécies. Desde que chegaram ao Novo Mundo há cerca de 20 milhões de anos, eles experimentaram uma explosão sustentada de diversificação alimentar, de acordo com o novo estudo.

Os dipsadidaes incluem ‘comedores de gosma’ (goo-eaters), cobras de água falsa, cobras de fogo da floresta e cobras hognose. Muitos deles imitam cobras de coral mortais para afastar predadores e são conhecidos localmente como cobras de coral falso.

“Em um período relativamente curto de tempo, eles desenvolveram espécies para se especializarem em minhocas, peixes, rãs, lesmas, enguias semelhantes a cobras – até mesmo outras cobras”, disse Grundler.

“Muitas das histórias de sucesso evolucionário que entram nos livros didáticos – como os famosos tentilhões de Darwin – não são nem de perto tão impressionantes quanto alguns grupos de cobras. Os dipsadidaes da América do Sul e Central acabaram de explodir em todos os aspectos de sua diversidade, e, no entanto, são quase completamente desconhecidos fora da comunidade de biólogos de cobras. “

Rabosky e Grundler enfatizaram que seu estudo não poderia ter sido feito sem as informações coletadas de espécimes preservados de museus.

“Algumas pessoas pensam que as coleções de zoologia são apenas depósitos para animais mortos, mas esse estereótipo é completamente impreciso”, disse Rabosky. “Nossos resultados destacam o tremendo recurso de classe mundial que essas coleções são para responder a perguntas que são quase impossíveis de responder de outra forma.”

Fonte: Universidade de Michigan [14 de outubro de 2021]



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