O custo energético da vocalização dos anfíbios

As vocalizações dos sapos (Anura), como a maioria dos sinais acústicos dos tetrápodes, são produzidas quando o ar dos pulmões é forçado através das cordas vocais, fazendo-as vibrar.

 https://www.bioorbis.org/2019/05/custo-energetico-vocalizacao-canto-anfibios.html
Um anfíbio vocalizando. Pixabay/Domínio Público.

VAMOS DESCOBRIR...

A contração dos músculos do tronco fornece a pressão nos pulmões que impulsiona o ar através das cordas vocais e essas contrações requerem energia metabólica.



A medição do gasto real de energia dos anuros (sapos, rãs e pererecas) durante a vocalização é tecnicamente difícil, porque é preciso colocar o anuro em uma câmara metabólica hermética para medir a quantidade de oxigênio que ele consome e esse procedimento pode assustar o animal e impedi-lo de vocalizar.

OS ESTUDOS COM A PERERECA-CINZENTA


Ted Taigen e Kent Wells (1985), da Universidade de Connecticut, superaram essa dificuldade em seus estudos com a perereca-cinzenta (Hyla versicolor, veja na Figura 2), levando as câmaras de metabolismo até as lagoas de reprodução. Os machos em vocalização foram colocados nas câmaras no começo da noite e deixados em paz. Com o estímulo do coro à sua volta, eles vocalizariam nas câmaras. Suas vocalizações foram registradas com microfones ligados a cada câmara e a quantidade de oxigênio utilizada durante o canto foi determinada pela queda da concentração de oxigênio na câmara ao longo do tempo.


Hyla-versicolor
Figura 2. Uma perereca-cinzenta (Hyla versicolor). Pixabay/Domínio Público.

As taxas de consumo individual de oxigênio foram diretamente proporcionais às taxas de vocalização. Na taxa de vocalização mais baixa, 150 cantos por hora, o consumo de oxigênio esteve pouco acima dos níveis de repouso. Contudo, nas taxas mais altas, 1.500 cantos por hora, os animais consumiram oxigênio até mesmo mais rápido do que durante os altos níveis de atividade locomotora.



O exame dos músculos do tronco dos machos, que se hipertrofiam enormemente durante a estação reprodutiva, revelou especializações bioquímicas que parecem permitir esse alto nível de consumo de oxigênio durante a vocalização (Marsh e Taigen 1987).



O canto de chamamento da perereca-cinzenta é um trilado que dura de 0,7 a 1,7 segundos. Durante seus estudos, Wells e Taigen descobriram que as pererecas cinzentas emitiam cantos curtos quando estavam em coros pequenos e alongavam seus cantos quando muitos outros machos vocalizavam nas proximidades (Wells e Taigen 1986). Demonstrou-se depois que os cantos longos são mais atraentes às fêmeas do que os curtos (Klump e Gerhardt 1987), mas os longos chamados requerem energia. Um longo chamado requer duas vezes mais energia do que um curto, e a taxa de consumo de oxigênio durante a vocalização aumenta à medida que a duração do canto aumenta. Essa relação sugere que, tudo o mais constante, um macho de perereca-cinzenta que aumentasse a duração do canto para ser mais atraente às fêmeas pagaria o preço da sedução com maior taxa de gasto de energia.

Evidências indiretas sugerem que o custo energético da vocalização limita o tempo que um macho de perereca-cinzenta poderia gastar em um coro reprodutivo. As pererecas cantam apenas 2-4 horas a cada noite e as reservas de glicogênio (substrato metabólico utilizado por anuros em vocalização) diminuem em 50 por cento nesse período. Wells e Taigen conseguiram simular os efeitos de diferentes tamanhos de coro, reproduzindo gravações em fita para os anuros.

Os animais combinaram seus próprios cantos com os cantos gravados que ouviam - respostas curtas para cantos curtos, médias para cantos médios e longas para cantos longos.



A medida que a duração dos cantos aumentava, os machos reduziam sua taxa de vocalização. A redução da taxa de vocalização praticamente equilibrou a duração aumentada de cada canto, de modo que o esforço total do canto (número de segundos de vocalização por hora) foi quase independente da duração do canto. Assim, parece que os machos de perereca-cinzenta compensam o custo mais alto dos cantos longos emitindo menor número destes. Entretanto, essa acomodação talvez não elimine inteiramente o problema de altos custos energéticos para os machos que emitem cantos longos. Embora o esforço de vocalização tenha sido aproximadamente o mesmo, os machos que emitiram cantos longos a taxas baixas gastaram menos horas por noite vocalizando do que aqueles que produziram cantos curtos a taxas mais elevadas.



O ALTO CUSTO ENERGÉTICO DA VOCALIZAÇÃO DOS ANFÍBIOS


O alto custo energético da vocalização oferece uma explicação para o padrão de cantos curtos e longos produzidos pelos machos de perereca-cinzenta. O período de tempo em que um macho isolado é capaz de cantar poderia ser o fator mais importante do seu sucesso em atrair uma fêmea e a relação entre a taxa de vocalização e a duração do canto sugere que os machos estejam funcionando em seus limites fisiológicos ou próximo deles. Emitir cantos curtos e vocalizar durante várias horas toda noite seria a melhor estratégia se um macho dispuser dessa opção. Em um coro grande, contudo, a competição com outros machos é intensa; emitir um canto mais longo e atraente será importante, mesmo se o macho puder cantar apenas durante um curto período de tempo.


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Figura 3. perereca-cinzenta (Hyla versicolor). Pixabay/Domínio Público.

Da perspectiva de uma fêmea, entretanto, pode haver um significado a mais no comprimento do chamado se a habilidade de produzir chamados de alto custo identifica os machos mais aptos. A hipótese dos Genes Bons prediz que a característica dos machos que são preferidas pelas fêmeas, tal como um longo chamado, identifica geneticamente os machos superiores. Essa hipótese foi estudada em pererecas-cinzentas arborícolas comparando-se as taxas de crescimento dos girinos de machos que produzem longos chamados, àqueles de girinos de machos com chamados curtos (Welch 1998).



Na maioria dos casos, os girinos de machos de canto longo cresceram mais rápido do que aqueles de machos de canto curto, especialmente quando a comida disponível para as larvas era limitada. Não houve diferença na sobrevivência das larvas à metamorfose, mas depois que as pequenas pererecas tinham se metamorfoseado, aqueles de machos de chamado longo, cresceram mais rápido do que aqueles de chamado curto. Este estudo sugere que uma fêmea de perereca-cinzenta pode melhorar a sobrevivência dos filhotes, acasalando-se com machos que produzam chamados longos.

Referências
Taigen, T. L., and K. D. Wells.  1985. Energetics of vocalization by an anuran amphibian (Hyla versicolor). Journal of Com-parative Physiology B155:163-170.
Welch, A. M., et al.  1998. Call duration as an indicator of gene-tic quality in male gray tree frogs. Science 280:1928-1930.
Wells, K. D., and T. L. Taigen.  1986.  The effect of social interactions on calling energetics in the gray treefrog (Hyla versicolor). Behavioral Ecology and Sociobiology 19:9-18.




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