Uma expedição à selva da Nova Guiné resultou na descoberta de duas novas espécies de aves venenosas por pesquisadores da Universidade de Copenhague. Mudanças genéticas nessas espécies de aves permitiram que carregassem uma poderosa neurotoxina.

Os pássaros venenosos habitam uma das florestas tropicais mais primitivas da Terra, um lugar exótico como nenhum outro no mundo. Ouvir as palavras venenoso e acoplado a pássaros será uma revelação para a maioria. Mas pássaros venenosos realmente existem. E agora, mais espécies foram descobertas nas selvas da Nova Guiné.

"Conseguimos identificar duas novas espécies de aves venenosas em nossa viagem mais recente. Essas aves contêm uma neurotoxina que podem tolerar e armazenar em suas penas", disse Knud Jønsson, do Museu de História Natural da Dinamarca.

Jønsson e o colega pesquisador da UCPH, Kasun Bodawatta, estiveram em uma viagem de pesquisa semelhante a Indiana Jones, arriscando a vida e membros de tribos em guerra regular e ex-canibais em meio à biodiversidade de cair o queixo da floresta tropical da Nova Guiné. Aqui eles capturaram duas novas espécies de pássaros, cada uma das quais desenvolveu a capacidade de consumir alimentos tóxicos e transformá-los em veneno próprio.

As duas aves que os investigadores descobriram serem venenosas são o assobiador regente (Pachycephala schlegelii), uma espécie que pertence a uma família de aves com uma ampla distribuição e um canto facilmente reconhecível, bem conhecido em toda a região do Indo-Pacífico, e o ruivo passarinho-de-napa (Aleadryas rufinucha).

"Ficamos realmente surpresos ao descobrir que essas aves são venenosas, já que nenhuma nova espécie de ave venenosa foi descoberta em mais de duas décadas. Particularmente porque essas duas espécies de aves são tão comuns nesta parte do mundo", disse Knud Jønsson.

A maioria das pessoas está familiarizada com os icônicos sapos venenosos da América do Sul e Central - especialmente o sapo dourado venenoso . Esses anfíbios pequenos e coloridos podem matar um humano ao menor toque. A descoberta de duas novas espécies de aves venenosas na Nova Guiné, que carregam o mesmo tipo de toxina em sua pele e penas, demonstra que a toxina do sapo é mais difundida do que se acreditava.

O veneno no corpo e na plumagem dessas aves é chamado de Batracotoxina. É uma neurotoxina incrivelmente potente que, em concentrações mais altas, como as encontradas na pele de sapos venenosos dourados, causa cãibras musculares e parada cardíaca quase imediatamente após o contato.

“A toxina da ave é do mesmo tipo encontrada em sapos, que é uma neurotoxina que, ao forçar os canais de sódio no tecido muscular esquelético a permanecerem abertos, pode causar convulsões violentas e, por fim, a morte”, explica Kasun Bodawatta.

Os sapos venenosos da América do Sul usam sua toxina para protegê-los de predadores. Embora o nível de toxicidade das aves da Nova Guiné seja menos letal, ainda pode servir a um propósito defensivo, mas o significado adaptativo para as aves ainda é incerto.

"Knud pensou que eu estava triste e passando por um momento difícil na viagem quando me encontraram com o nariz escorrendo e lágrimas nos olhos. Na verdade, eu estava sentado lá coletando amostras de penas de um Pitohui, um dos pássaros mais venenosos do mundo. o planeta. Remover pássaros da rede não é ruim, mas quando as amostras precisam ser coletadas em um ambiente confinado, você pode sentir algo em seus olhos e nariz. É um pouco como cortar cebolas - mas com um agente nervoso, eu acho ”, ri Kasun Bodawatta.

"Os locais não gostam de comida picante e evitam essas aves, porque, segundo eles, sua carne queima na boca como pimenta. Na verdade, foi assim que os pesquisadores descobriram pela primeira vez. E a toxina pode ser sentida quando segurando um deles. É meio desagradável, e segurar um por muito tempo não é uma opção atraente. Isso pode indicar que o veneno serve como um impedimento para aqueles que gostariam de comê-los até certo ponto." explica Jonsson.

Segundo os pesquisadores, as aves venenosas são uma expressão de uma eterna corrida armamentista evolutiva na natureza. Começa na base da cadeia alimentar com besouros, insetos e outros invertebrados. Com o tempo, alguns deles desenvolvem toxicidade para evitar serem comidos. Talvez eles também adquiram uma coloração particular que pode servir de alerta. Isso, por sua vez, permite que eles saiam de seus esconderijos sob troncos e rochas.

"Então, um predador responde e, de repente, uma espécie de pássaro pode comê-los independentemente. O predador também adquire uma mutação que oferece resistência à toxina. Isso dá ao pássaro uma vantagem e abre toda uma nova fonte de alimento que não está disponível para seus concorrentes do ecossistema. Portanto, há claramente uma corrida armamentista acontecendo e os besouros precisarão rastejar de volta para baixo daquela rocha até que desenvolvam seu próximo movimento alguns milhões de anos depois", explica Jønsson.

"Posteriormente, as aves que desenvolveram a capacidade de comer alimentos tóxicos tornam-se tóxicas e podem ser capazes de se defender contra predadores mais acima na cadeia alimentar. E assim, a corrida continua na cadeia. É a evolução - tudo pode acontecer, mas muitas vezes leva muito tempo", diz o pesquisador.

Há uma distinção em biologia entre as duas maneiras pelas quais os animais utilizam venenos. Existem animais venenosos que produzem toxinas em seus corpos e outros que absorvem toxinas de seus arredores. Como as rãs, as aves pertencem à última categoria. Acredita-se que ambos adquirem toxinas do que comem. Besouros contendo a toxina foram encontrados no estômago de algumas das aves. Mas a origem da toxina em si ainda não foi determinada.

O que torna possível que essas aves tenham uma toxina em seus corpos sem serem prejudicadas? Os pesquisadores estudaram isso com inspiração em sapos venenosos, cujas mutações genéticas impedem a toxina de manter seus canais de sódio abertos e, assim, prevenir cãibras.

"Portanto, era natural investigar se as aves tinham mutações nos mesmos genes. Curiosamente, a resposta é sim e não. As aves têm mutações na área que regula os canais de sódio, e que esperamos lhes dê essa capacidade de tolerar a toxina, mas não exatamente nos mesmos lugares que os sapos", diz Kasun Bodawatta.

Ele acrescenta: "Encontrar essas mutações que podem reduzir a afinidade de ligação da Batratotoxina em pássaros venenosos em locais semelhantes aos dos sapos venenosos é muito legal. E mostrou que, para se adaptar a esse estilo de vida da Batracotoxina, você precisa de algum tipo de adaptação nesses canais de sódio ".

Portanto, esses estudos das aves estabelecem que, embora sua neurotoxina seja semelhante à das rãs venenosas sul-americanas, as aves desenvolveram sua resistência e capacidade de carregá-la nos corpos independentemente das rãs. Este é um exemplo do que os biólogos chamam de evolução convergente.

Esta pesquisa básica contribuirá principalmente para uma melhor compreensão das aves da Nova Guiné e como diferentes espécies animais não apenas adquirem resistência a toxinas, mas também as utilizam como mecanismo de defesa.

Outros aspectos da pesquisa têm o potencial de ajudar pessoas comuns. A toxina conquistada pelas aves ao longo do tempo está intimamente relacionada com outras toxinas, como a responsável pela intoxicação por moluscos.

"Obviamente, não estamos em posição de afirmar que esta pesquisa descobriu o Santo Graal do envenenamento por frutos do mar ou envenenamentos semelhantes, mas, no que diz respeito à pesquisa básica, é uma pequena peça de um quebra-cabeça que pode ajudar a explicar como essas toxinas funcionam nas células. e no corpo. E como os corpos de certos animais evoluíram para tolerá-los", diz Knud Jønsson.

Redes de dez metros de comprimento se estendem entre postes no meio de uma das selvas mais intocadas e intransponíveis do mundo. Duas tendas são montadas em um pequeno acampamento na floresta tropical ao lado das redes. Alguns pequenos troncos foram cortados com facões e transformados em uma mesinha frágil onde alguns itens de equipamento de pesquisa encontram proteção contra a chuva sob uma lona trazida pelos pesquisadores.

"A vida de pesquisador de pássaros na Nova Guiné não é exatamente confortável. É quente, úmido e até traz um pouco de ansiedade de vez em quando. Se você não está preparado e não fez acordos com os locais, entrar o frio pode ser absolutamente perigoso", diz Knud Jønsson, do Museu de História Natural da Dinamarca.

Os pesquisadores receberam uma permissão emitida pelo governo para realizar pesquisas antes de sua viagem. Mas como o governo de Papua Nova Guiné não é dono das terras florestais, era crucial contatar, negociar e chegar a um acordo com as pessoas que vivem na Saruwaged Range, onde o estudo foi realizado. Este trabalho também foi facilitado pelo Centro de Pesquisa Binatang da Nova Guiné, que tem conexões bem estabelecidas com muitas aldeias no norte de Papua Nova Guiné.

"Depois de pousar o pequeno avião a hélice em uma faixa de terra no meio da floresta e longe de muito mais, avançamos com facões, abrindo caminho na selva com um grupo de ajudantes locais", diz Kasun Bodawatta.

"Essas pessoas são legais. E desde que se respeite seus modos e tome cuidado para não incomodar os espíritos, eles são muito legais. A maneira como eles se movem pela floresta com os pés descalços é realmente impressionante. Kasun e eu estávamos apenas nos movendo desajeitadamente, tropeçando nas raízes em nossas botas grandes", ri Knud Jønsson

A experiência os ensinou a permanecer vigilantes no acampamento, apesar de seu acordo com a aldeia tribal local.

"Em uma viagem anterior, vimos dez homens de um vilarejo vizinho repentinamente parados no acampamento com facões - eles podem ser (e regularmente são) igualmente bem usados ??na vegetação e nos humanos. Eles estavam com raiva e tinham uma percepção completamente diferente de onde o os limites da aldeia eram maiores do que os líderes da aldeia tribal com quem tínhamos feito o acordo", disse Knud Jønsson, do Museu de História Natural da Dinamarca.

É por isso que os colaboradores locais estão sempre envolvidos em nosso trabalho. A sua inclusão tem múltiplos objetivos. Eles ajudam na praticidade e repassamos conhecimento aos interessados. No entanto, eles também servem a um propósito importante que é legitimar a presença dos pesquisadores. As coisas podem dar muito errado se houver alguma dúvida.

A floresta tropical está repleta de pequenas aldeias habitadas por uma diversidade de povos tribais que costumam entrar em conflito. Cinquenta anos atrás, essas brigas envolviam canibalismo. E embora as tradições de inimigos tribais comendo uns aos outros em Papua Nova Guiné tenham sido oficialmente encerradas meio século atrás, houve casos de "ex-canibais" infringindo a lei.

"É difícil para o governo saber muito sobre o que acontece na floresta. É claro que isso aumenta a tensão para nós. Realizar pesquisas em um ambiente onde é preciso ter tanto foco na segurança é bastante singular. Mas mesmo que possa ser difícil, também é tudo o que você sempre sonhou como biólogo", diz Knud Jønsson.

O artigo foi publicado na revista Molecular Ecology .